sábado, 15 de enero de 2011

la aterradora liberacion del átomo

Horacio García Fernández
¿Por qué has de matar? -replicó el pescador-. Acabo
de ponerte en libertad. ¿Ya lo has olvidado?
(Historia del pescador y el genio, Las mil y una noches X).

AMANECER del 16 de julio de 1945 en un lugar del desierto de Nuevo México, Estados Unidos. La noche había transcurrido bajo el signo de la cólera de los dioses: tormenta de rayos y terroríficos truenos, lluvia, humedad en los huesos de los mortales que habían planeado poner a prueba su propio poder sobre los todavía desconocidos poderes de la intimidad de la naturaleza. Los observadores científicos, técnicos y militares esperaron, varias veces a lo largo de aquella noche, la orden que suspendería la prueba planeada. Esa orden no llegó. En la madrugada de ese día, la decisión fue seguir adelante, efectuar lo proyectado. A las 4:00 horas, momento previamente fijado para la prueba, Kenneth T. Bainbridge, Robert Oppenheimer y el general Leslie S. Groves, decidieron esperar a que mejorara el tiempo y aplazaron la prueba hasta las 5:30, último instante anterior a aquél en que la luz del amanecer impediría hacer todas las observaciones previstas.

Como en un altar

Originalmente se había pensado realizar la experiencia el 13 de julio, pero las condiciones atmosféricas lo impidieron. La presión que desde Potsdam ejercía el presidente Truman para cumplir lo planeado era insostenible; en consecuencia, en esa madrugada del 16 de julio se decidió no volver a suspender la prueba. Las condiciones políticas se imponían. El presidente necesitaba conocer los resultados durante su estancia en Potsdam, pues de ellos dependería su actitud en la conferencia frente a los jefes de los Estados aliados.
A las 4:45 horas, Bainbridge, el físico que coordinaba la prueba, recibió noticias del servicio de meteorología: las condiciones atmosféricas estaban mejorando. Desde la base de la torre de metal en cuya cúspide estaba la bomba, como ofrenda en el altar de los dioses, Bainbridge llamó a la cabaña de control ubicada a nueve kilómetros del punto cero.
—Prepárense para efectuar el disparo. Háganlo a las 5:30 horas. Repito: 5:30. ¿Entendido? ¡No fallen!
—Afirmativo. 5:30 horas. ¡Preparados!
Poco después de las 5:00 horas se quitó la cubierta protectora del conmutador de disparo y comenzó la cuenta regresiva.
Partida de póker... político
En Potsdam, a 27 kilómetros de Berlín, Harry S. Truman se vestía para la cena a la que concurriría esa noche. Estaba muy preocupado. Había planeado llegar a la partida de póker político, que iba a jugar con Stalin y Churchill, con un as escondido bajo su manga. ¿Qué estaba ocurriendo? Miró su reloj: eran las 18:30 horas y la noticia no llegaba.
En ese momento, en el lugar llamado en clave Trinidad, el general Groves, director del Proyecto Manhattan, cuyo objetivo era la elaboración de bombas atómicas con las que se esperaba lograr la rendición de Japón y que Estados Unidos saliera de la segunda Guerra Mundial en posición hegemónica respecto a todos los demás aliados vencedores, se dirigió a su puesto de observación, situado a 16 kilómetros del punto cero. Lo acompañaba Robert Oppenheimer, responsable del equipo de investigadores y técnicos que habían diseñado y elaborado la bomba de
uranio que se iba a probar en aquel momento.
En la cabaña desde la que observarían se encontraban otros personajes, invitados para enriquecer la prueba con sus opiniones, entre ellos Enrico Fermi y Emilio Segré, dos de los más destacados investigadores italianos, ya ciudadanos estadounidenses incorporados al Proyecto Manhattan.
—Hora cero menos cinco minutos— sonó en el micrófono la voz de Samuel Allison, físico de la Universidad de Chicago.
En la cabaña de control, congestionada por la cantidad de personas que allí se encontraban, Donald Hornig, joven físico responsable del interruptor capaz de detener la prueba en caso de error o de problemas inesperados, sufría la mayor tensión de su vida vigilando el descenso de la aguja hacia cero. Su mirada no se apartaba del reloj y su mano sudaba contra el interruptor.
—... Tres... Dos... Uno... ¡Cero!
Se iluminó el desierto
George Kistiakowsky, físico que compartía con Bainbridge la supervisión de la prueba, había salido de la cabaña de control para observar la explosión desde afuera, ya que no creía que, a la distancia en que se encontraba, pudiera sufrir algún daño. De repente, una luz intensísima iluminó el desierto y las montañas situadas a 15 kilómetros alrededor. Kistiakowsky se quedó medio ciego.
Hornig, que había salido para acompañarlo, contempló la bola de fuego que subía creando nubes de cambiantes colores, que se oscurecían en algunas partes y estallaban originando nuevas luces, a la vez que se ensanchaban a medida que ascendían.
En la caseta de observación más alejada, donde se encontraban Oppenheimer y Groves, Fermi y Segré habían salido de la cabaña para colocarse acostados en el suelo, en sentido contrario a la onda de choque que esperaban se originara desde el punto cero. Cuando surgió el fogonazo, abrumadoramente brillante, iluminando los confines del desierto, Segré se conmovió. Por un instante una idea terrorífica surgió en su cerebro: "¡Se ha incendiado la atmósfera. Esto acabará con la Tierra!", aunque sabía que era imposible, dados los márgenes de seguridad calculados.
A su lado, Enrico Fermi se había puesto de pie para medir la intensidad de la explosión. Segré lo vio colocar una de sus manos en dirección a la onda de choque que no tardaría en llegar. En la palma tenía unos pequeños trozos de papel, que fueron arrojados a diferentes distancias por la onda esperada. Usando su reloj y midiendo las distancias a las que habían sido arrastrados los papeles, Fermi procedió a efectuar un rápido recuento auxiliado por su regla de cálculo. Según sus resultados, la explosión había sido equivalente a la que se daría si explotasen simultáneamente dos mil toneladas de trinitrotolueno, comúnmente llamado TNT. Este cálculo fue el más exacto de todos los que se hicieron.
La noticia que esperaba ansiosamente el presidente Truman llegó a Potsdam. Eran las 19:30 horas locales y estaba por salir de la suntuosa suite que ocupaba, para asistir a la cena previa a la apertura de la conferencia entre los llamados tres grandes, que tendría lugar al día siguiente. Como demostraría la historia más adelante, los tres grandes no lo eran tanto, pero en aquel momento eran los representantes de los tres gobiernos aliados vencedores de la contienda mundial: José Stalin, de la U.R.S.S., Harry S. Truman, de Estados Unidos y Winston Churchill, de Inglaterra.
Al ver entrar al sonriente Truman al salón, Stalin habló al oído de su ministro de Asuntos Exteriores, Viacheslav Mijailovich Molotov:
-Su sonrisa es más amplia que de costumbre. ¿Qué se traerá entre manos?








La bomba atómica se basa en la fisión del uranio 235 (un isótopo del uranio) y en la reacción en cadena de los núcleos de ese elemento que conforman su masa crítica; es decir, la mínima cantidad del mismo que se necesita para producir dicha reacción. Determinar la masa crítica llevó casi tres años de investigación dentro del proyecto Manhattan. A diferencia de lo que ocurre en la pila o reactor nuclear, en la bomba no se controla la reacción en cadena. La fisión consiste en la división de un núcleo pesado, en este caso del uranio 235, en dos diferentes de menor masa, como pueden ser el de bario o el de kriptón. Los 92 protones originales del uranio se distribuyen quedando 56 en el núcleo del bario así formado y 36 en el otro núcleo, el de kriptón. La división violenta del núcleo de uranio en dos núcleos menores se provoca por el impacto de un neutrón o de una partícula alfa que se hace chocar contra el núcleo de uranio. Al comparar la masa del núcleo original con la masa de los dos núcleos producidos, se observa que la masa de los productos es menor a la original. Esto significa que se produce una pérdida o defecto de masa, que en realidad no se pierde sino que se transforma en energía, de acuerdo con la ecuación de Einstein E = mc 2. La energía se libera en forma de calor y luz fundamentalmente.
La fisión provoca, además, la emisión de algunos neutrones que son proyectados a gran velocidad, dotados de alta energía cinética, al medio circundante. Si en este medio encuentran a su paso otros núcleos de uranio 235, provocan la fisión de éstos, lo que incrementa la cantidad de energía liberada a consecuencia de los nuevos defectos de masa. Cuando la masa del uranio 235 tiene un cierto valor mínimo para que se propague en ella la fisión, multiplicándose la energía total desprendida, se dice que esa masa de uranio es una masa crítica y que en ella se desata la reacción en cadena. Si la masa del material fisionable es menor a la crítica, muchos de los neutrones liberados no encuentran con qué chocar y escapan sin producir nuevas fisiones al espacio circundante. No se produce la reacción en cadena.
Durante el vuelo del avión que la transporta, la bomba no traslada en su interior la masa crítica; si así fuera estallaría antes de instalarla. Por lo tanto, la masa crítica debe constituirse mientras la bomba desciende en el aire sobre su objetivo. Para lograrlo, la masa crítica se separa en dos partes semicríticas dentro de la bomba ya que cada una de esas masas no puede sostener la reacción en cadena por separado. Para que se unan formando la masa crítica y se desate el efecto explosivo, se dispone un detonador barométrico, dotado de una superficie expuesta al aire atmosférico, que penetra al interior de la bomba por una abertura o ventana abierta al exterior.
A medida que la bomba se acerca a la superficie terrestre, aumenta la presión atmosférica del aire exterior. A determinada altura, esta presión es suficiente para empujar hacia abajo la superficie del detonador. Por debajo de ésta, el aparato se prolonga por medio de un estrecho cilindro metálico cuyo extremo final se encuentra inmerso en un explosivo llamado de aproximación. El conjunto podría ser comparado con un émbolo terminado casi en punta.
Cuando la presión atmosférica empuja hacia abajo la superficie del detonador, el efecto se traslada hacia la punta en contacto con el explosivo y la energía así comunicada hace estallar dicho explosivo, el cual a su vez está en contacto con una de las masas semicríticas y la empuja hacia otra situada un poco más abajo.
Al juntarse las dos masas semicríticas se alcanza la masa crítica, se desata la reacción en cadena sin control y se produce la explosión atómica final que libera enorme cantidad de energía. La energía liberada en el centro de explosión de una bomba nuclear puede producir temperaturas de varios millones de grados centígrados comparables con las que encontramos en el interior del Sol.

 

ondas de espacio ondas de tiempo

SI TODO SALE BIEN, PRONTO CONOCEREMOS
OTRO GRAN DESCUBRIMIENTO DE LA FÍSICA, Y DARÁ INICIO UNA NUEVA ERA EN LA ASTRONOMÍA.
Livingston es un conjunto de casas en medio de una zona boscosa, en la región más pobre del sureste de Estados Unidos. El poblado se encuentra a unos 50 kilómetros de la ciudad de Baton Rouge, capital del estado de Louisiana. En los últimos años, Livingston se ha convertido en un sitio de gran importancia para el estudio de la física fundamental. La razón se encuentra a unos minutos de camino. En medio del bosque se levanta una impresionante estructura de concreto, con un edificio central y dos largos túneles que se extienden cuatro kilómetros en direcciones perpendiculares. Las paredes de uno de los túneles están en parte decoradas por dibujos de niños que vienen en paseos escolares a visitar el lugar, si bien aún queda mucho espacio por dibujar. Dentro de los túneles se encuentran grandes tubos al vacío con espejos en cada extremo, donde la luz de potentes rayos láser rebota continuamente. La estructura es una nueva clase de observatorio astronómico dedicado no a la detección de radiación electromagnética (ondas de radio, rayos infrarrojos, luz visible, rayos ultravioleta, rayos gama y rayos X), sino de un tipo mucho más extraño de señales provenientes del espacio: las ondas gravitacionales.



El observatorio de Livingston es uno de dos observatorios gemelos que forman parte del proyecto LIGO, por Large Interferometric Gravitational-Wave Observatory, gran observatorio interferométrico de ondas gravitacionales. El segundo observatorio se encuentra del otro lado de los Estados Unidos, en Hanford, estado de Washington, al noroeste del país. Hanford es conocido por ser el lugar en el que, en los años 40, como parte del proyecto Manhattan, se construyeron los reactores nucleares que produjeron el plutonio necesario para las primeras bombas atómicas.

El proyecto LIGO forma parte de un esfuerzo mundial que incluye al observatorio VIRGO construido cerca de Pisa, en Italia, al observatorio GEO-600, situado cerca de Hannover, Alemania, y al observatorio TAMA, en Tokio, Japón. En esta red de observatorios se encuentran las esperanzas de cientos de científicos, que tras casi un siglo de expectativas esperan con ansiedad la primera detección de las ondas gravitacionales.

Pero vamos muy rápido. Todavía no hemos dicho qué son las ondas gravitacionales. Para entenderlas debemos echar el reloj hacia atrás y empezar como todo buen cuento: “Había una vez, hace muchos pero muchos años...”

Acción a distanciaNuestro cuento tiene varios héroes, algunos muy antiguos que confundieron mucho las cosas, otros menos antiguos que las arreglaron, y unos muy recientes que las llevaron por caminos nobles y a veces hasta trágicos. El cuento comienza con una simple pregunta: ¿qué es la gravedad? La respuesta simple es que la gravedad es esa fuerza que hace que vivamos pegados al piso, que nos duela mucho cada vez que nos caemos y que tengamos pesadillas cuando nos subimos a un avión. Pero, ¿cómo funciona la fuerza de gravedad y de dónde sale?




Es costumbre trillada en la historia de la física remontarse a los antiguos griegos, y con buena razón. Los antiguos griegos fueron los primeros en intentar entender el mundo de manera racional. En este caso, el antiguo griego en cuestión es nada menos que Aristóteles, quien tenía mucho que decir sobre temas filosóficos, pero a quien además también le daba por la física. Pero la física al estilo de los griegos antiguos, por supuesto: nada de hacer experimentos (se ensucia uno las manos) ni cosas por el estilo. No, la física de sentarse en un buen sillón a pensar en leyes universales que lo expliquen todo de forma lógicamente coherente, con palabras sencillas. Pues bien, Aristóteles explicaba la gravedad como la tendencia de todos los cuerpos a ocupar su “lugar natural”. Los “cuatro elementos” de que se suponía que estaba compuesto todo (tierra, agua, aire y fuego) se acomodaban tan cerca del centro de la Tierra como podían, de acuerdo a su densidad: la tierra hasta abajo, luego el agua, el aire, y hasta arriba el fuego. En la teoría aristotélica de la gravedad las cosas caían más rápido mientras más pesadas fueran (todos hemos visto a una pluma caer mucho más lento que una piedra). Pero el cielo era otra cosa: ahí todo estaba hecho de un material distinto, un quinto elemento, o “quintaesencia”, eterno e inmutable, del que estaban formados el Sol, la Luna, los planetas y las estrellas, y cuyo lugar natural era allá arriba y no abajo.

La explicación de Aristóteles funcionaba bien mientras uno no exigiera mucho detalle, y sobrevivió así muchos siglos. Pero la cosa cambió hacia fines del siglo XVI, cuando la gente empezó a interesarse en cómo apuntar cañones para atinarle a las murallas de la ciudad enemiga y cosas así. Para esto había que hacer números. Fue en esta época cuando apareció el segundo de nuestros héroes. Se llamaba Galileo Galilei y vivía en Pisa. La leyenda dice que a Galileo le daba por medir el tiempo de oscilación de las lámparas de la iglesia con su pulso (en lugar de poner atención a la misa), y también por dejar caer cosas desde la famosa torre inclinada. El hecho es que Galileo pertenecía a una generación en que los científicos ya no tenían miedo de ensuciarse las manos y comenzaban a hacer experimentos para aprender de la naturaleza. Galileo experimentaba dejando caer esferas de distintos pesos por rampas y midiendo el tiempo que les tomaba caer. Haciendo esto logró mostrar que no era cierto que cuanto más pesado es un objeto más rápido cae. Si uno eliminaba la fricción lo más posible, todos los objetos caían al mismo tiempo, aunque no pesaran lo mismo. Una pluma tarda mucho en caer no por ser muy ligera, sino porque la combinación de su forma y su peso la hacen muy susceptible a la fricción del aire. En un tubo donde se ha hecho el vacío una pluma cae igual de rápido que una piedra.

A fines del siglo XVII entra el siguiente héroe de la historia, por quien deben de pasar todos los buenos cuentos de física: Isaac Newton. Este personaje también está rodeado de leyendas. Se dice que a Newton se le ocurrió la ley de la gravitación cuando le cayó una manzana en la cabeza. Newton dio un paso gigantesco al darse cuenta de que la fuerza de gravedad que hace que los objetos (manzanas entre otros) caigan a la Tierra es exactamente la misma que mantiene a la Luna dándole vueltas a la Tierra, y a la Tierra y los demás planetas dándole vueltas al Sol. Es decir, no es cierto eso de que los objetos celestes obedecen leyes físicas diferentes.

Newton desarrolló una fórmula matemática, conocida como ley de la gravitación universal, que permitía explicar no sólo la caída de los objetos en la Tierra (manzanas y balas de cañón por igual), sino también las órbitas de los planetas. Por si fuera poco, la fórmula daba como resultado automático las leyes de Kepler del movimiento de los planetas, que habían sido descubiertas medio siglo antes (por Johannes Kepler, por supuesto) a partir de observaciones muy precisas de la posición de los planetas en el cielo. Por ejemplo, Kepler demostró que los planetas se movían alrededor del Sol en elipses y no en círculos. Pues bien, la ley de la gravitación de Newton implicaba estas elipses en forma natural.

Newton había encontrado una manera de describir el comportamiento de la gravedad considerándola como una fuerza que actúa entre cualesquiera dos objetos con masa. Pero nadie entendía cómo se propagaba la fuerza de un objeto a otro. A Newton le criticaron mucho que su fuerza de gravedad actuara misteriosamente a distancia a través del espacio vacío. Newton tampoco estaba contento con la idea de “acción a distancia”, como él mismo la llamaba, pero reconocía que era la única hipótesis que podía hacerse con los conocimientos de su época.
Maxwell y la velocidad de la luz

La acción a distancia permaneció como un mal necesario en la física hasta el siglo XIX, cuando científicos como Coulomb, Ampère y Faraday se pusieron a estudiar las leyes de la electricidad y el magnetismo, que en principio nada tenían que ver con la gravedad. Hacia mediados del siglo, James C. Maxwell reunió las leyes existentes de la electricidad y el magnetismo en un conjunto de ecuaciones matemáticas hoy conocidas como ecuaciones de Maxwell, en las que la electricidad y el magnetismo resultaban ser manifestaciones distintas de un mismo fenómeno: el electromagnetismo.


Curvatura del espacio. En la teoría de la gravitación compatible con la relatividad, la gravedad deja de ser una fuerza a distancia, y se convierte en una distorsión del espacio y el tiempo (“curvatura”) que altera el movimiento de los objetos inmersos en éste.


Las leyes de Maxwell predecían, entre otras cosas, que el campo electromagnético podía propagarse a través del espacio en forma de ondas. Estas ondas electromagnéticas viajaban a una velocidad universal, que resultaba ser una combinación de constantes físicas bien conocidas. Pues bien, al calcular el valor de esta velocidad Maxwell encontró que era de aproximadamente 300 mil kilómetros por segundo. Para esa época ya se sabía que la luz se propagaba justamente a esa velocidad. Maxwell dio un enorme salto (mental claro está, no sabemos si también brincó de gusto, aunque no era para menos) y postuló que la luz debía ser una onda electromagnética.

Hoy sabemos que Maxwell estaba en lo cierto. Las ondas electromagnéticas vienen en muchas variedades dependiendo de su frecuencia (la frecuencia es el número de veces que una onda oscila en un segundo): desde las ondas de radio y las microondas (las del horno), pasando por la luz infrarroja, la luz visible y los rayos ultravioleta, hasta llegar a los rayos X y los rayos gamma (del consultorio del dentista y las bombas atómicas, respectivamente). La existencia de las ondas electromagnéticas mostraba por primera vez que la acción a distancia podía consistir de un campo de energía que se propagaba por el espacio a cierta velocidad. Quedaba la pregunta de qué era lo que vibraba al propagarse estas ondas, pregunta que dio lugar a muchos debates sobre la existencia de una sustancia llamada “éter” que debía existir en todo el espacio. Pero no entremos a ese tema que nos desviamos, en otra ocasión será.

La teoría electromagnética de Max-well daba lugar a la siguiente pregunta: ¿podía la gravedad ser como el electromagnetismo y consistir en un campo de energía que se propaga a cierta velocidad?

¿fraude en la luna? mi amigo el escéptico

De niño creía en los ovnis. Como sabía pocas cosas, casi todo me parecía posible. “Todo cabe en el desconocimiento”, dice un personaje de una novela del escritor español Javier Marías.

Era emocionante creer que cualquier noche podía bajar del cielo un vehículo espacial extraterrestre repleto de alienígenas amigables. Igual que los europeos de la edad media, que pensaban que el día del Juicio Final era inminente, a mí me parecía que el día del contacto con una civilización extraterrestre estaba a la vuelta de la esquina y esto me tenía en perpetua expectativa.

Con el tiempo, y como los extraterrestres se tardaban en aparecer, fui entendiendo las dificultades que aguardaban a cualquier civilización extraterrestre que quisiera ponerse en contacto con nosotros, sobre todo si lo que pretendían era visitarnos. Ya estaba claro que en el Sistema Solar no había más civilización que las de la Tierra. Los visitantes tendrían que venir de otras estrellas. Pero hasta la estrella más cercana al Sol está lejísimos, y quién sabe si tendrá planetas siquiera. Que hubiera vida en algún otro lugar del interminable cosmos era casi seguro, comunicarnos con seres inteligentes de estrellas lejanas era posible (y ya se había intentado), pero toparnos con ellos frente a frente iba a ser muy difícil. Lástima.

La ilusión de ver el día en que por fin hiciéramos contacto me había iluminado la vida por espacio de casi un año y no me iba a ser fácil renunciar a ella. Traté de obligarme a seguir creyendo que era posible, pero no pude. Al final me pareció mejor la verdad aunque doliera que vivir engañado por mí mismo –y no me he arrepentido ni por un instante.

Tuve suerte. Hay personas que, aun teniendo la información necesaria a mano, optan por engañarse; y por supuesto hay gente que ni siquiera tiene acceso a la información. Sus ideas quedan a merced de su imaginación sin el freno del conocimiento. En su ignorancia todo cabe.

Lo malo es que algunas de estas personas creen, además, que lo que no entienden no es posible. Hace poco salió en Estados Unidos un programa de televisión en el que se pretendía “demostrar” que los viajes a la Luna de finales de los años 60 y principios de los 70 fueron un engaño, y que la NASA lo filmó todo en un estudio. Para creer en los argumentos que esgrimen los que proponen esta hipótesis habría que convencerse de que en la NASA todos eran bastante tontos, que los soviéticos de aquellos tiempos —acérrimos enemigos de los estadounidenses—eran aún más tontos y estaban dispuestos a dejarse ganar sin dar pelea, y que toda la comunidad científica internacional estaba al servicio del gobierno de los Estados Unidos.
Los argumentos más específicos —por ejemplo: ¿por qué no se ven estrellas en las fotos de la Luna?, ¿por qué las sombras de los astronautas apuntan en distintas direcciones pese a que en la Luna la única fuente de luz es el Sol?—se rebaten fácilmente. Las estrellas no se ven porque las fotos están tomadas a plena luz del Sol, con tiempos de exposición muy breves. Las sombras apuntan en distintas direcciones por la razón sencillísima de que el suelo de la Luna no es plano y el relieve las desvía (y, por cierto, el Sol no es la única fuente de luz en la Luna: también están la Tierra y el suelo lunar, que es muy reflejante).

Pero no todo el que desconoce está condenado a creerse lo que ve en televisión, y me gustaría ilustrarlo con una anécdota.

Eduardo tiene 19 años y cursa el último año de preparatoria. Fue alumno mío en secundaria y nos hicimos buenos amigos por compartir el gusto por la ciencia y las explicaciones sólidas. Hace unos días me llamó por teléfono muy agitado.

—Oye, ¿cómo que no fuimos a la Luna? —fue lo primero que me dijo (“hola, ¿cómo estás?”, y esas nimiedades, significan poco para nosotros).
—Ya viste el programa ese, ¿verdad? —le contesté.

Se lo habían contado en la escuela. Una maestra les presentó todas las “pruebas” de que lo de los viajes a la Luna eran un engaño. Aunque Eduardo nunca ha sido buen estudiante, tiene una mente crítica e independiente. En mis respuestas siempre trato de respetar su inteligencia, de modo que en vez de imponerle mi opinión, le expuse mis razones para estar convencido de que los astronautas sí fueron a la Luna.

—Pues yo estoy muy desilusionado y muy escéptico —me dijo Eduardo cuando terminé.

—Tienes todo el derecho —le contesté. Luego, haciendo alarde de una sabiduría que sólo le conozco a Kalimán, añadí—: No me creas hasta que no te convenza. Pero tampoco les creas a los otros. Piensa y llega a tus propias conclusiones.

Sólo me faltó rematar mis consejos llamándolo “pequeño Solín”. Con esto colgamos. Mi amigo, el escéptico Eduardo, sigue pensando. No me preocupa que piense, porque si conduce su razonamiento con rigor, sin dejarse llevar por sus gustos ni sus prejuicios, y si sopesa todos los argumentos, no tengo la menor duda de que al final llegará a la conclusión de que, pese a que ir a la Luna es una hazaña difícil de creer, la evidencia hace más difícil creer que fue un engaño.


De niño creía en los ovnis. Como sabía pocas cosas, casi todo me parecía posible. “Todo cabe en el desconocimiento”, dice un personaje de una novela del escritor español Javier Marías.

Era emocionante creer que cualquier noche podía bajar del cielo un vehículo espacial extraterrestre repleto de alienígenas amigables. Igual que los europeos de la edad media, que pensaban que el día del Juicio Final era inminente, a mí me parecía que el día del contacto con una civilización extraterrestre estaba a la vuelta de la esquina y esto me tenía en perpetua expectativa.

Con el tiempo, y como los extraterrestres se tardaban en aparecer, fui entendiendo las dificultades que aguardaban a cualquier civilización extraterrestre que quisiera ponerse en contacto con nosotros, sobre todo si lo que pretendían era visitarnos. Ya estaba claro que en el Sistema Solar no había más civilización que las de la Tierra. Los visitantes tendrían que venir de otras estrellas. Pero hasta la estrella más cercana al Sol está lejísimos, y quién sabe si tendrá planetas siquiera. Que hubiera vida en algún otro lugar del interminable cosmos era casi seguro, comunicarnos con seres inteligentes de estrellas lejanas era posible (y ya se había intentado), pero toparnos con ellos frente a frente iba a ser muy difícil. Lástima.

La ilusión de ver el día en que por fin hiciéramos contacto me había iluminado la vida por espacio de casi un año y no me iba a ser fácil renunciar a ella. Traté de obligarme a seguir creyendo que era posible, pero no pude. Al final me pareció mejor la verdad aunque doliera que vivir engañado por mí mismo –y no me he arrepentido ni por un instante.

Tuve suerte. Hay personas que, aun teniendo la información necesaria a mano, optan por engañarse; y por supuesto hay gente que ni siquiera tiene acceso a la información. Sus ideas quedan a merced de su imaginación sin el freno del conocimiento. En su ignorancia todo cabe.

Lo malo es que algunas de estas personas creen, además, que lo que no entienden no es posible. Hace poco salió en Estados Unidos un programa de televisión en el que se pretendía “demostrar” que los viajes a la Luna de finales de los años 60 y principios de los 70 fueron un engaño, y que la NASA lo filmó todo en un estudio. Para creer en los argumentos que esgrimen los que proponen esta hipótesis habría que convencerse de que en la NASA todos eran bastante tontos, que los soviéticos de aquellos tiempos —acérrimos enemigos de los estadounidenses—eran aún más tontos y estaban dispuestos a dejarse ganar sin dar pelea, y que toda la comunidad científica internacional estaba al servicio del gobierno de los Estados Unidos.
Los argumentos más específicos —por ejemplo: ¿por qué no se ven estrellas en las fotos de la Luna?, ¿por qué las sombras de los astronautas apuntan en distintas direcciones pese a que en la Luna la única fuente de luz es el Sol?—se rebaten fácilmente. Las estrellas no se ven porque las fotos están tomadas a plena luz del Sol, con tiempos de exposición muy breves. Las sombras apuntan en distintas direcciones por la razón sencillísima de que el suelo de la Luna no es plano y el relieve las desvía (y, por cierto, el Sol no es la única fuente de luz en la Luna: también están la Tierra y el suelo lunar, que es muy reflejante).

Pero no todo el que desconoce está condenado a creerse lo que ve en televisión, y me gustaría ilustrarlo con una anécdota.

Eduardo tiene 19 años y cursa el último año de preparatoria. Fue alumno mío en secundaria y nos hicimos buenos amigos por compartir el gusto por la ciencia y las explicaciones sólidas. Hace unos días me llamó por teléfono muy agitado.

—Oye, ¿cómo que no fuimos a la Luna? —fue lo primero que me dijo (“hola, ¿cómo estás?”, y esas nimiedades, significan poco para nosotros).
—Ya viste el programa ese, ¿verdad? —le contesté.

Se lo habían contado en la escuela. Una maestra les presentó todas las “pruebas” de que lo de los viajes a la Luna eran un engaño. Aunque Eduardo nunca ha sido buen estudiante, tiene una mente crítica e independiente. En mis respuestas siempre trato de respetar su inteligencia, de modo que en vez de imponerle mi opinión, le expuse mis razones para estar convencido de que los astronautas sí fueron a la Luna.

—Pues yo estoy muy desilusionado y muy escéptico —me dijo Eduardo cuando terminé.

—Tienes todo el derecho —le contesté. Luego, haciendo alarde de una sabiduría que sólo le conozco a Kalimán, añadí—: No me creas hasta que no te convenza. Pero tampoco les creas a los otros. Piensa y llega a tus propias conclusiones.

Sólo me faltó rematar mis consejos llamándolo “pequeño Solín”. Con esto colgamos. Mi amigo, el escéptico Eduardo, sigue pensando. No me preocupa que piense, porque si conduce su razonamiento con rigor, sin dejarse llevar por sus gustos ni sus prejuicios, y si sopesa todos los argumentos, no tengo la menor duda de que al final llegará a la conclusión de que, pese a que ir a la Luna es una hazaña difícil de creer, la evidencia hace más difícil creer que fue un engaño.


domingo, 28 de noviembre de 2010

Guia de estudio de CIENCIAS III

1. Se entrega en hojas blancas.
   2. Se entrega con letra clara que no se vea hecha de prisa o copiado.
   3. La totalidad de las preguntas está contestada, correctamente.
   4. Se entrega el día del examen , no después del examen.
   5. Entregar en carpeta/folder beige,engrapadas
   6. En la cara superior de la carpeta, escribir su nombre y grupo (la letra debe ser legible).
Siuna de estas condiciones no se cumple no tendrá derecho a examen

   01. ¿Qué estudia la química?
   02. ¿Por qué es importante la química para las sociedades modernas?
   03. ¿Por qué la química está relacionada con la tecnología?
   04. Explica brevemente en qué consiste el método científico y por qué es importante para la ciencia.
   05. ¿Cuál es la relación entre una hipótesis y la experimentación como fase del método científico?
   06. ¿Qué es un modelo y para que le sirve a los científicos?
   07. ¿Cuál son las ventajas de que la química cuente con un lenguaje propio para describir los fenómenos químicos?
   08. ¿Qué es la contaminación?
   09. ¿Cómo se puede medir la contaminación?
   12. Menciona las clases de toxicidad que existen.
   10. ¿Qué es un fenómeno?
   11. Describe los tipos de fenómenos.
   12. ¿Qué es una sustancia pura?
   13. ¿Qué es una mezcla?
   14. ¿Qué es un compuesto?
   15. ¿Qué es un elemento?
   16. Describe los tipos de mezcla, mencionando sus características.36. Menciona las diferencias entre los compuestos y las mezclas.
   17. ¿Qué enuncia la ley de la conservación de la masa?
   18. ¿Quién fue Antonio L. Lavoisier?
19.- Es la ciencia que estudia la composición de la materia, sus formas, sus cambios y transformaciones.
20.- Son elementos que conforman la materia viva.
21.- Es la fuente natural de energía, necesaria para la vida de nuestro planeta.
22.- Se emplea para la fabricación de velas, cerillos, entre otros.
23.- Cuando se lleva a cabo un cambio químico se observa que las propiedades de los reactivos:
24.- La ley de la conservación de la materia establece que en todo cambio químico.
25.- Porción del espacio ocupado por un cuerpo cualquiera que puede ser sólido, líquido o gaseoso.
26.- Estado de agregación de la materia que presenta forma y volumen definidos.
27.- Propiedad de algunos sólidos de dejarse extenderse en láminas delgadas utilizando herramientas como el martillo o la laminadora.
28.-Resistencia que ofrece un sólido para que no sea penetrado.
29.- Una característica de las mezclas es que:
30.- Las mezclas heterogéneas son aquellas que:
31.- De los siguientes ejemplos, el que corresponde a una mezcla es:
32.- El embudo de separación sirve para separar mezclas tales como:
33.- Qué método de separación utilizarías para separar agua con arena.
34.- Es un elemento muy activo, comburente e inodoro; cuando se combina con otros elementos forma óxidos.
35.-Método de purificación en el cual se eliminan solidos contenidos                                                    en liquidos.
36.-El periodo de la tabla periódica representa en la   configuración                                                        Electrónica
37.- Para separar una mezcla de agua y aceite que método de                                                       Separación debes utilizar
38.- Método de separación de mezclas que se utiliza para obtener                                                       los componentes de una tinta negra
39.- La particula mas pequeña de una substancia mas simple
40.- tipo de propiedad que hace que el agua pueda reaccionar con                                                       algunos oxidos
41.- Es la relación entre la masay el volumen
42.- Es la temperatura máxima a la q una sustancia permanece                                                         Como tal, ejemplo el agua a 100ªc
43.- El volumen es un ejemplo de propiedad extensiva además de                                                        el
44.- Personaje que propone un modelo del atomo de forma empíri-                                                       ca y menciona que tienen cargas subatómicas.
45.- Personaje que propone un modelo del atomo con orbitales y                                                         y los electrones girar a su alrededor
Realiza un cuadro como el que se te presenta en el ejemplo de todos los elementos de la tabla periódica solo colocando nombre y símbolo (118 elementos)

Nombre
Simbolo
Nombre
Simbolo
cloro
Cl
Oxigeno
O
Hidrogeno
H
nitrogeno
N
Sodio
Na
samario
Sa

viernes, 12 de noviembre de 2010

metodos de separacion de mezclas

INTRODUCCIÓN
El trabajo que a continuación se presentará contiene información relacionada con la "separación de mezclas", lo cual tiene una gran importancia porque se conoce sobre propiedades, sobre los instrumentos y métodos adecuados para elaborar dichas mezclas o bien separarlos.
La correcta separación de mezclas nos ayuda a poner en práctica todos los métodos que se presentarán, para separar mezclas; es importante saber sobre su estadofísico, y características lo cual a continuación se presentará…


La destilación es el procedimientomás utilizado para la separación y purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se pretende separar un líquido de sus impurezas no volátiles.



La destilación, como proceso, consta de dos fases: en la primera, el líquido pasa a vapor y en la segunda el vapor se condensa, pasando de nuevo a líquido en un matraz distinto al de destilación.

2) Evaporación.

Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente evaporado. Los otros componentes quedan en el envase.
Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con aguade mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc…

3) Centrifugación.

Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.



CENTRIFUGADORA

Un ejemplo lo observamos en las lavadoras automáticas o semiautomáticas. Hay una sección del ciclo que se refiere a secado en el cual el tambor de la lavadora gira a cierta velocidad, de manera que las partículas de agua adheridas a la ropa durante su lavado, salen expedidas por los orificios del tambor.

4) Levigación.

Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a través de una mayor distancia, mientras que los más pesados se van depositando; de esta manera hay una separación de los componentes de acuerdo a lo pesado que sean.

5) Imantación.

Se fundamenta en la propiedadde algunos materiales de ser atraídos por un imán. El campo magnético del imán genera una fuente atractora, que si es suficientemente grande, logra que los materiales se acercan a él. Para poder usar este método es necesario que uno de los componentes sea atraído y el resto no.

6) Cromatografía en Papel.

Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas.
En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino.
Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.

7) Decantación.

Consiste en separar materiales de distinta densidad. Su fundamento es que el material más denso




En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino.
 Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.

8) Tamizado.

Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes se encuentran en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombre de tamiz y están elaborados en telas metálicas.




9) Filtración.

Se fundamenta en que alguno de los componentes de la mezcla no es soluble en el otro, se encuentra uno sólido y otro líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o un papel de filtro, el sólido se quedará en la superficie y el otro componente pasará.
Se pueden separar sólidos de partículas sumamente pequeñas, utilizando papeles con el tamaño de los poros adecuados.


 










CONCLUSIÓN

Al observar e investigar sobre dicha información "Separación de Mezclas", hemos llegado a entender que para realizar cualquier separación de mezclas primero debemos saber sobre su estado físico, características y propiedades.
Es interesante realizar una mezcla, pero es más importante tener claro cuales componentes se mezclan para que la hora de separar usemos la técnica más adecuada.






links para observar videos



domingo, 7 de noviembre de 2010

mezclas homogenias y heterogenias

Definición: En química, una mezcla es una combinación de dos o mas sustancias en la cual no ocurre transformación de tipo químico, de modo que no ocurren reacciones químicas. Las sustancias participantes conservan su identidad y propiedades.
Un ejemplo de una mezcla es arena con limaduras de hierro, que a simple vista es fácil ver que la arena y el hierro mantienen sus propiedades. Existen dos tipos de mezclas: las mezclas heterogéneas y las mezclas homogéneas.
 Mezclas heterogéneas
 Mezcla heterogénea es aquella cuyo aspecto difiere de una parte a otra de ella, está formada por dos o más componentes que se distinguen a simple vista y contiene cantidades diferentes de los componentes. La madera, el granito, las rocas, arena y agua, aceite, la sopa de verduras, las ensaladas son ejemplos de mezclas heterogéneas.
 Las mezclas heterogéneas son mezclas compuestas de sustancias visiblemente diferentes, o de fases diferentes y presentan un aspecto no uniforme. Un ejemplo es el granito. Las partes de una mezcla heterogénea pueden ser separadas por filtración, decantación y por magnetismo.

 ejemplop de mezcla heterogenia

 Las mezclas homogéneas son mezclas que tienen una apariencia uniforme , de composición completa y no se diferencian sus componentes o sustancias. Muchas mezclas homogéneas son comúnmente llamadas disoluciones. Las partículas de estas son tan pequeñas que no es posible distinguirlas visualmente sin ser magnificadas.
Mezcla homogénea es aquella que solo presenta una fase, tiene el mismo aspecto y las mismas propiedades a través de toda ella y no se ven las partículas que la forman. Existen cinco tipos de mezclas homogéneas que son: * sólido - sólido * líquido - sólido * líquido - líquido * gas - líquido * gas - solido
Las características de las mezclas homogéneas son: * su aspecto uniforme (homogéneo)en todas sus partes, * sus componentes no se distinguen a simple vista * no sedimentan * atraviesan todos los filtros * sus componentes se pueden separar por métodos químicos o fisico-químicos los otros tipos de separacion tambien por la absorcion atomica de 2 cuerpos o mas

ejemplo de mezcla homogenia


domingo, 10 de octubre de 2010

antecedentes de la tabla periodica


Historia de la tabla periódica
Los seres humanos siempre hemos estado tentados a encontrar una explicación a la complejidad de la materia que nos rodea. Al principio se pensaba que los elementos de toda materia se resumían al agua, tierra, fuego y aire. Sin embargo al cabo del tiempo y gracias a la mejora de las técnicas de experimentación física y química, nos dimos cuenta de que la materia es en realidad más compleja de lo que parece. Los químicos del siglo XIX encontraron entonces la necesidad de ordenar los nuevos elementos descubiertos. La primera manera, la más natural, fue la de clasificarlos por masas atómicas, pero esta clasificación no reflejaba las diferencias y similitudes entre los elementos. Muchas más clasificaciones fueron adoptadas antes de llegar a la tabla periódica que es utilizada en nuestros días.

Cronología de las diferentes clasificaciones de los elementos químicos

Este químico alcanzó a elaborar un informe que mostraba una relación entre la masa atómica de ciertos elementos y sus propiedades en 1817. Él destaca la existencia de similitudes entre elementos agrupados en tríos que él denomina “tríadas”. La tríada del cloro, del bromo y del yodo es un ejemplo. Pone en evidencia que la masa de uno de los tres elementos de la triada es intermedia entre la de los otros dos. En 1850 pudimos contar con unas 20 tríadas para llegar a una primera clasificación coherente.

En 1862 Chancourtois, geólogo francés, pone en evidencia una cierta periodicidad entre los elementos de la tabla. En 1864 Chancourtois y Newlands, químico inglés, anuncian la Ley de las octavas: las propiedades se repiten cada ocho elementos. Pero esta ley no puede aplicarse a los elementos más allá del Calcio. Esta clasificación es por lo tanto insuficiente, pero la tabla periódica comienza a ser diseñada.

En 1869, Meyer, químico alemán, pone en evidencia una cierta periodicidad en el volumen atómico. Los elementos similares tienen un volumen atómico similar en relación con los otros elementos. Los metales alcalinos tienen por ejemplo un volumen atómico importante.

En 1869, Mendeleïev, químico ruso, presenta una primera versión de su tabla periódica en 1869. Esta tabla fue la primera presentación coherente de las semejanzas de los elementos. El se dio cuenta de que clasificando los elementos según sus masas atómicas se veía aparecer una periodicidad en lo que concierne a ciertas propiedades de los elementos. La primera tabla contenía 63 elementos.

Esta tabla fue diseñada de manera que hiciera aparecer la periodicidad de los elementos. De esta manera los elementos son clasificados verticalmente. Las agrupaciones horizontales se suceden representando los elementos de la misma “familia”.

Para poder aplicar la ley que él creía cierta, tuvo que dejar ciertos huecos vacíos. Él estaba convencido de que un día esos lugares vacíos que correspondían a las masas atómicas 45, 68, 70 y 180, no lo estarían más, y los descubrimientos futuros confirmaron esta convinción. El consiguió además prever las propiedades químicas de tres de los elementos que faltaban a partir de las propiedades de los cuatro elementos vecinos. Entre 1875 y 1886, estos tres elementos: galio, escandio y germanio, fueron descubiertos y ellos poseían las propiedades predecidas.

Sin embargo aunque la la clasificación de Mendeleïev marca un claro progreso, contiene ciertas anomalías debidas a errores de determinación de masa atómica de la época.

Tabla periódica moderna

La tabla de Mendeleïev condujo a la tabla periódica actualmente utilizada.

Un grupo de la tabla periódica es una columna vertical de la tabla. Hay 18 grupos en la tabla estándar. El hecho de que la mayoría de estos grupops correspondan directamente a una serie químmica no es fruto del azar. La tabla ha sido inventada para organizar las series químicas conocidas dentro de un esquema coherente. La distribución de los elementos en la tabla periódica proviene del hecho de que los elementos de un mismo grupo poseen la misma configuración electrónica en su capa más externa. Como el comportamiento químico está principalmente dictado por las interacciones de estos electrones de la última capa, de aquí el hecho de que los elementos de un mismo grupo tengan similares propiedades físicas y químicas.