sábado, 17 de febrero de 2018

El (otro) error de Einstein

Hace un par de años la Beca IB para alumnos secundarios les pedía a los candidatos que escribieran sobre los errores en la ciencia. Varios de los chicos escribieron sobre la constante cosmológica, que Einstein habría llamado su mayor equivocación. En mi charla para los ganadores durante la semana que pasaron en el Balseiro incluí esta historia, sobre "otro" error de Einstein. Vale la pena contarlo como ejemplo de que, como dice Pablo Kreimer, el científico también es un ser humano. No pretendo destronar a Einstein, que era genial y ya contaré algo más sobre él. Por otro lado, se trata de las ondas gravitacionales, cuya observación directa mereció el Premio Nobel de Física en 2017. Lean con cuidado que hay un montón de personajes poco conocidos y, para que no sea muy largo, está súper resumido.

1915: Einstein publica su Teoría de la Relatividad General.
1916: Einstein propone la existencia de ondas gravitacionales.
1930s: Aun sin ninguna evidencia, los argumentos eran tan razonables que los físicos están convencidos de su existencia.
1936: Einstein le escribe a su colega y amigo Max Born que “las ondas gravitacionales no deben de existir. Se debieron a haber hecho aproximaciones en las ecuaciones no lineales del campo gravitatorio.”

¿Está Einstein a punto de admitir un (nuevo) error?

1 de junio: Einstein y su colaborador Rosen envían su manuscrito a una prestigiosa revista, el Physical Review: Do gravitational waves exist? Con su nuevo resultado: No!
6 de julio: ¡Más de un mes después! El Editor envía el manuscrito a un réferi. Parece que no se decidía a mandar a referear un manuscrito de Einstein.
14 de julio: El réferi envía sus comentarios al Editor:

“¡Qué laburo! Si Einstein y Rosen tienen razón, se trata de una crítica muy importante a la Relatividad General. Pero he revisado todo con peine fino (para tranquilidad de mi alma) y no puedo, por mi vida, ver que tengan razón. Tal como yo lo veo sus objeciones son inválidas. Recomiendo que les mande mis críticas para su consideración. O si no, publíquelo como está, seguro habrá un montón de trabajos sobre ondas gravitacionales, lo cual tal vez sea bueno.”

O sea: Einstein dice que se equivocó con las ondas gravitacionales y trata de corregirse, pero el réferi dice que se está equivocando en la corrección.

23 de julio: El Editor devuelve el manuscrito a Einstein, diciendo que le encantaría que le dé una revisadita a los comentarios del réferi…

¡Para qué!


27 de julio: Einstein responde furioso al Editor:

“El manuscrito que le mandamos Rosen y yo era para su publicación, sin autorización para que se lo mostrara antes a un especialista. No veo ninguna razón para responder ninguno de los (erróneos, de todos modos) comentarios de su experto anónimo. Prefiero publicarlo en otro lado.”

¡Tomá! Einstein envía el manuscrito a una revista de medio pelo, el Journal of the Franklin Institute, que se lo acepta sin chistar: un paper de Einstein, papita p'al loro…

Mientras tanto...

El réferi se encuentra en un congreso con Infeld, otro amigo y colaborador de Einstein. Le cuenta a Infeld que había refereado el manuscrito de sus amigos y que no se lo cree. Se ponen a calcular juntos y descubren el error de Einstein+Rosen.

Cuando regresa a Princeton, Infeld le explica a Einstein que había conocido al réferi y lo que discutieron y descubrieron…

¿Cómo reacciona Einstein?
¿Eh?

Einstein le dice a Infeld…

“¡Justo justo descubrí ese mismo error anoche!”

(Mmmmm…)

13 de noviembre: Einstein escribe al JFI: Hay que hacer algunos cambios “fundamentales” porque había conclusiones que eran incorrectas… Sí, claro: todo. Empezando por el título, que cambia de la pregunta sugiriendo respuesta negativa a un inocente On gravitational waves. En el resumen ahora dice: "Resulta que existen soluciones rigurosas". Ah, mirá qué bien.

40 años después…

1974: Russell Hulse y Joseph Taylor descubren el decaimiento de la órbita del púlsar doble PSR B1913+16, por radiación gravitacional. El fenómeno medido (puntos rojos) coincide exactamente con la predicción de la Relatividad General (línea azul). Se trata de la primera evidencia (indirecta) de la existencia de las ondas gravitacionales. Reciben el Premio Nobel de Física en 1993.

40 años más…

14 de septiembre de 2015: El observatorio LIGO detecta directamente una onda gravitacional, emitida por el colapso de un agujero negro binario. También en acuerdo perfecto con los cálculos relativistas. Premio Nobel de Física 2017 para Kip Thorne, Reiner Weiss y Barry Barish.


Toda esta historia, documentada y atestiguada, salió a la luz durante el centenario del "año maravilloso" de Einstein, en el artículo Einstein versus The Physical Review, de D. Kennefick, Physics Today 58:43-48 (2005).

El editor del paper en Phys. Rev. fue John Tate, y el réferi que descubrió el error del erróneo error fue Howard Robertson, un experto en Relatividad General si los había en los años 30.

Hay abundantes errores en la obra de Einstein (como en la de cualquiera de nosotros). Infeld contó que una vez le dijo a Einstein que cuando publicaban juntos revisaba todo con especial cuidado, por terror a que se colara un error. Y que Einstein le dijo que no se preocupara tanto, ¡que había cada error publicado con su nombre! Si les interesa la figura y la obra de Einstein, no se pierdan Einstein para perplejos, de José Edelstein y Andrés Gomberoff.

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sábado, 10 de febrero de 2018

Eclipsito solar

Este jueves se alinean los patitos... Digo, la Luna y el Sol: habrá un eclipse solar. (Sí: estamos en temporada de eclipses.) La alineación no es exacta, así que se trata de un eclipse parcial. No es un eclipse muy notable, pero nuestro país se encuentra relativamente bien ubicado para disfrutarlo, especialmente en regiones australes. En Bariloche tendremos un eclipse de un 20% del Sol. En Ushuaia será del 40%, un mordisco apreciable.  Las líneas azules indican el porcentaje en distintos lugares. La hora exacta también depende del lugar, pero será más o menos entre las 18:30 y las 19:30, con el máximo eclipse alrededor de las 19 hora argentina. En timeanddate.com hay una buena página sobre el eclipse, con un mapa interactivo donde puede clickearse para saber las circunstancias exactas.

Una simulación del evento en Stellarium, con el paisaje de Bariloche, se ve así (aunque la silueta de la Luna no será tan manifiesta en el resplandor del Sol).


El máximo será de este tipo en Bariloche, con un 20% del diámetro del Sol cubierto por la silueta de la Luna. Como se ve, no es un graaaaan eclipse, pero como este año no hay ningún eclipse total de Sol, lo vamos a aprovechar igual. De paso, nos vamos preparando para el Gran Eclipse Solar sudamericano en julio de 2019. Ése sí: ¡a no perdérselo!

ADVERTENCIA IMPORTANTE 

No hay que mirar directamente al Sol nunca, ni con eclipse ni sin eclipse. Mucho menos con telescopio o binoculares. NUNCA JAMÁS. 

Sí se puede mirar a través de un filtro adecuado: anteojos de eclipse de origen confiable, filtros especiales para la astronomía solar, y filtros de máscara de soldar de número 12 o superior. Ni lentes de sol, ni radiografías, ni negativos de fotos, ni vidrios aumados, son seguros.

También se puede observar de manera indirecta, proyectando la imagen del Sol con binoculares, o a través de un agujerito hecho en un cartón, o simplemente mirando la sombra del follaje de alguna planta en una superficie blanca y lisa.



Crédito del mapa: Fernando de Gorocica - Own work based on Didactalia - Mapa de provincias de Argentina. Freemap, CC BY-SA 4.0.

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sábado, 3 de febrero de 2018

Clase B

Hace poco, desde la playa Los Troncos de Bariloche, hice esta linda foto del cielo sobre la cima norte del cerro López. La Nube Mayor de Magallanes está en lo alto. La estrella brillante a la izquierda es Canopus. La Gran Nebulosa de Carina está a punto de desaparecer tras el cerro, a la derecha de los cipreses.


Dos cúmulos de estrellas son evidentes en la foto. Uno de ellos es NGC 2516, cerca de la punta de uno de los cipreses. El otro, más grande, es IC 2602, el cúmulo de Theta Carinae, las famosas Pléyades del Sur. Acá está más grande, en una foto tomada minutos después con un teleobjetivo más largo. Es el grupito de estrellas un poco a la izquierda del centro. Abarca algo más que la Luna en el cielo.


IC 2602 es uno de los cúmulos más notables del cielo. Es el tercero más brillante, después de las Pléyades y las Híades. Como estos, es uno de los más cercanos a nosotros (490 años luz) y se aprecian a simple vista varias de sus estrellas brillantes. Es una de las regiones del cielo con mayor concentración de estrellas del escaso tipo espectral B, enormes y brillantes astros azules y jóvenes que nacieron todas juntas hace 36 millones de años. La más brillante de éstas es Theta Carinae, que forma el vértice de una figura como de diamante, completada por un arco de tres estrellas juntitas y una cuarta más separada, que en la foto se ven abajo y a la derecha de Theta. También parece una manito con el pulgar hacia abajo (o hacia arriba si observan a otra hora o época del año).

Valía la pena hacer un primer plano, así que en enero fotografié las Pléyades australes desde el balcón de casa, esta vez usando mi pequeño acromático de 80 mm F/5 como teleobjetivo. Aquí está.


El mejor instrumento para explorar este cúmulo es un par de binoculares 10x50 o un pequeño telescopio. Mide casi un grado de ancho, así que se necesita poco aumento para disfrutarlo. Está formado por unas 150 estrellas, todas ellas muy jóvenes. En esta imagen señalé con un círculo las estrellas de tipo B. Revisando el catálogo Hipparcos identifiqué 18 estrellas del cúmulo de magnitud superior a 7, con tipo espectral establecido, de las cuales 12 son de tipo B. Considerando que apenas el 0.13% de todas las estrellas son de tipo B, se trata de una concentración inusual. Las estrellas relativamente brillantes que quedan sin marcar son casi todas de tipo A (también raras en la población estelar general, 0.6%). Unas poquitas son de los tipos F y G (como el Sol). Así son los cúmulos jóvenes: plenos de estrellas masivas, brillantes y azules. En poco tiempo se convertirán en supergigantes y luego explotarán como supernovas, dejando tras de sí a los miembros más livianos y longevos, alguna se convertirá en supergigante roja, y se dispersarán lentamente en la población estelar de la galaxia.

El movimiento propio (el lentísimo movimiento con respecto a estrellas lejanísimas) indica que las estrellas de IC 2602 forman parte de una sistema de estrellas brillantes llamado Asociación de Escorpio-Centauro, sobre la que hablaremos en otra ocasión.


Los datos de distancia y edad de IC 2603 son de esta publicación:

Silaj J & Landstreet JD, Accurate age determinations of several nearby open clusters containing magnetic Ap stars,  Astronomy and Astrophysics 566:A132 (2014).

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sábado, 27 de enero de 2018

El Desorden de los Coluros

El Orden de los Anuros (del griego "sin cola") es uno de los grandes grupos de la Clase de los Anfibios, que incluye a las ranas y los sapos...

¡Uy! ¿Me equivoqué de blog? ¿Qué es esto de ranas y sapos? ¡Si entre tantas constelaciones de animales no hay ningún anfibio!

Tranquilo, estás en el lugar correcto, En el Cielo las Estrellas. No vamos a hablar del Orden de los Anuros sino del Desorden de los Coluros (en griego, "cola cortada"). Los coluros son líneas en el cielo. Tal vez las hayas visto en la tapa del número 14 de Si Muove, la excelente revista del Planetario de Buenos Aires.

Lamentablemente la ilustración estuvo a cargo de un artista gráfico sin mayor conocimiento de astronomía. Hay una mezcla de nombres en castellano, inglés y latín. Pero lo peor son las tres líneas de coordenadas celestes, que me llamaron la atención de inmediato. Primero noté esta parte (en gris así se lee mejor):


¿Por qué? Porque ahí vemos el ecuador celeste. Y cualquier astrónomo aficionado sabe que el ecuador pasa por las Tres Marías, no por Lupus. Las Tres Marías están en la ilustración, pero arriba a la derecha, muy lejos del ecuador dibujado.

Despues noté los coluros, que son menos conocidos. Son dos círculos perpendiculares al ecuador, análogos a los meridianos terrestres. El coluro equinoccial juega el mismo rol que el meridiano de Greenwich: marca el origen de la coordenada celeste que equivale a la longitud, llamada ascención recta. La ascención recta se mide en horas (en lugar de grados como la longitud), así que el coluro equinoccial es el de 0 horas y, del otro lado, 12 horas. Se llama equinoccial porque la ascención recta se mide desde el punto del equinoccio de marzo sobre el ecuador (llamado primer punto de Aries, que está en Piscis para confundir a los astrólogos). Del otro lado del cielo, el semicírculo de 12 horas de ascención recta completa el coluro, pasando por el punto del equinoccio de septiembre (en Virgo). Y como además de equinoccios la Tierra también tiene solsticios, tenemos un coluro solsticial a las 6 horas de ascención recta por un lado y 18 horas por el otro.

Como se ve en esta figura, y es fácil de entender al tratarse de "meridianos", los dos coluros se cortan en los polos celestes. Sin embargo, en la ilustración se cortan en... ¿Argo?

Esto. No. Es. Posible.

Preparé una serie de mapas de todo el cielo alineados con las coordenadas ecuatoriales celestes usando Cartes du Ciel. En la primera vemos algo similar a los familiares planisferios terrestres, con el ecuador horizontal a la mitad (blanco).


Los coluros son verticales en esta proyección, amarillo el equinoccial (0 horas de ascención recta en el medio, 12 horas en los dos extremos que hay que imaginar unidos), y celeste el solsticial. Los polos están arriba y abajo, por eso no vemos cruzarse los coluros. Si queremos ver cómo se cruzan podemos centrar la carta en el polo norte así:


Ahora vemos los coluros cruzarse en el polo norte celeste. Y en el polo sur se cruzan así:


Aquí podemos ver, por ejemplo, que el coluro equinoccial (amarillo) pasa muy cerca de la Cruz del Sur, mucho más cerca que lo que muestra la tapa de la revista, y además en una dirección completamente distinta.

En fin, vimos hace poco que la famosa revista Astronomy también ponía a veces ilustraciones equivocadas (aunque no en la tapa, debo decir). Y hace un par de semanas vimos tres casos de decisiones artísticas que se daban de cabeza contra la buena astronomía. Menos mal que existe En el Cielo las Estrellas para enderezar semejantes entuertos.


La ilustración de las coordenadas de la esfera celeste centrada en la Tierra es de Wikipedia, usuario Dna-webmaster, derivative work: Basilicofresco (msg) - AxialTiltObliquity.png, CC BY 3.0.

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