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El pulso mide los latidos de nuestro corazón, y es una de las bases de nuestra existencia: si no hay pulso en el cuerpo humano, no hay vida. Todos los ritmos musicales provienen del pulso y el ritmo es la base de la música. Quizás aún más importante que la melodía o la armonía, debemos primero establecer el fundamento del ritmo en cualquier composición musical.

El gran compositor ruso Dmitri Shostakovich (1906-1975) era muy consciente de la importancia del pulso de su música. Gracias a su talento y la cuidadosa escritura de sus obras, consiguió no solo sobrevivir en durísimas circunstancias vitales, sino finalmente llegar a ser uno de los más reconocidos músicos del siglo XX. Como dicen los anglosajones, el diablo está en los detalles, y en las monumentales partituras de Shostakovich, sus detalladas indicaciones de tempo marcan la diferencia.

Momento de la representación de la ópera Lady Macbeth de Mtsensk en el Teatro Comunale de Bolonia (Italia) en 2014 por parte de Helikon Opera Moscow. Foto: Lorenzo Gaudenzi / Wikimedia Commons

En su excelente investigación sobre el metrónomo de Beethoven, Almudena Martín Castro e Iñaki Ucar arrojan luz sobre la controversia en torno a las obras de Beethoven y concluyen que lo más probable es que el compositor malinterpretó su medidor [1]. El caso de Shostakovich es diferente, pero de nuevo queda claro que los tempi marcados en sus partituras no solo implican la velocidad, sino que, en combinación de ritmo, melodía, armonía y orquestación, los tempi son capaces de modificar la percepción global de sus obras musicales.

Shostakovich estudió piano y composición en el Conservatorio de Petrogrado (luego Leningrado y actualmente de nuevo el original San Petersburgo). A los 19 años presentó su Primera Sinfonía como obra de graduación final en el conservatorio, que fue estrenada con gran éxito. Su talento traspasó las fronteras y el propio Bruno Walter estrenó esta obra en la sede de la Filarmónica de Berlin en febrero de 1928, y Leopold Stokowski, titular de la Orquesta de Filadelfia, interpretó y grabó esta sinfonía este mismo año.

Como tantos jóvenes instruidos y perspicaces, Shostakovich en su veintena, pleno de saberes, nuevas ideas y fuerzas, fue más allá de su annus mirabilis y, queriendo ejercer libertad intelectual, pudo crear múltiples obras de gran repercusión. Quizás la más importante de esta época es su ópera “Lady Macbeth de Mtsensk”, estrenada el 22 de enero de 1934 en Leningrado y dos días después en el Bolshoi de Moscú. En 1936, esta ópera se había representado casi doscientas veces entre los teatros de Leningrado y Moscú, y además se emitió por radio en múltiples ocasiones. A los dos años de su estreno, Lady Macbeth se había representado ya en Nueva York, Estocolmo, Londres, Zúrich, Copenhague, Argentina y Checoslovaquia. Dentro de la Unión Soviética, el compositor se convirtió en una celebridad [2].

El 26 de enero de 1936 la Nomenklatura en pleno asistió a la representación de Lady Macbeth en el Bolshoi y abandonaron el teatro tras el primer acto. El 28 de enero de 1936, Pravda publicó un editorial titulado “Caos en lugar de música”, comentando entre otras cosas que “Varios teatros han presentado al culturalmente maduro público soviético la última ópera de Shostakovich, Lady Macbeth de Mtsensk, como un logro. La crítica musical aduladora ensalza la ópera y la pone por las nubes. En lugar de críticas prácticas y serias que puedan ayudarle en sus futuras obras, el joven compositor sólo escucha cumplidos entusiastas”. Diez días después, el 6 de Febrero de 1936 Pravda publicó otro editorial titulado “Falsedad en Ballet”. En este caso, el resultado fue primero retirar de cartel “El arroyo cristalino”, el criticado ballet de Shostakovich en este segundo editorial, y después el libretista de dicho ballet, Adrian Piotrovsky, fue arrestado, sentenciado a muerte y ejecutado.

Artículo editorial en Pravda 28 de Enero de 1936. Traduccion al inglés.

 

Shostakovich hubo de sobrevivir: retiró todas sus obras, incluyendo la Cuarta Sinfonía que estaba terminando, y comenzó la composición de una Quinta. Recordando el famoso tema de los primeros compases de la Quinta de Beethoven “la llamada del destino”, la Quinta de Shostakovich abre el primer movimiento también en modo menor, oscuro y premonitorio. El segundo movimiento es irónico y quebradizo, y el tercero un profundo canto de dolor. Como bien sabía el compositor, lo importante era el mensaje final, de modo que escribió el largo último movimiento con un preciso arco de marcas metronómicas empezando en negras a 88 pulsaciones por minuto, acelerando a 104, 108, 120, 126, 132, 184, y luego bajando de 160 a 108, 116 y 92. De forma sorprendente, la coda final del último movimiento de la sinfonía puede entenderse tanto como una marcha fúnebre o como una marcha triunfal, solamente cambiando marcas de tempo. El patrón rítmico de la coda, iniciado con timbales, se basa en corcheas y Shostakovich colocó la clara indicación de que debía interpretarse a ♪ = 184, un tempo moderado equivalente a 92 pulsos por negra. Sin embargo, la marcha final que interpretó el director Yevgeny Mravinsky en el estreno fue en modo triunfal y no fúnebre, a casi la máxima velocidad de un metrónomo ordinario, con marca ♩ = 184. Esto funcionó, y Shostakovich salvó la vida.

La controversia de los tempi de Shostakovich se extendieron a buena parte de sus obras. Muchos editores posteriores de sus partituras modificaron o intentaron corregir las “erratas” del autor. También grandes directores en los estrenos internacionales con sus orquestas, tacharon o modificaron marcas o pidiendo instrucciones al autor por carta. Intérpretes como la pianista Alice Shapiro llegaron a llamar por teléfono al compositor para aclarar los tempi de su segundo trío con piano. Hoy día la enorme capacidad de las marcas metronómicas de Shostakovich para modificar la percepción y significado de sus obras, sigue en vigor.

Volviendo a su Quinta Sinfonía, Shostakovich pudo componer una obra maestra, permitir interpretaciones correctas o no para salvar la vida y aceptar públicamente la censura “justa”. El 25 de Enero de 1938 su contrita declaración fue publicada en el diario vespertino de Moscú (Vechernyaya Moskva) con título “Mi Respuesta Creativa”. Sus comentarios respecto al reciente estreno en Moscú de su nueva sinfonía decían: “Entre las críticas, que a menudo analizaban la obra en profundidad, una me causó especial placer, al afirmar que la Quinta Sinfonía era la respuesta creativa del artista soviético a la crítica justa”.

Vechernyaya Moskva el 25 de Enero de 1938: “Mi Respuesta Creativa”, por D. Shostakovich

 

La brutal falta de libertad del joven Shostakovich probablemente cambió su psique, y con total seguridad su carrera y las obras que podría haber legado a la humanidad. Sin embargo, no es bueno escuchar opiniones puramente políticas de su vida, sino usar documentación original como sus cartas [3] o el conocimiento y tratamiento independiente con el compositor, su familia y sus amigos músicos directos [4].

¿Cuál es el tempo que Shostakovich quiso realmente para la coda final del último movimiento de la Quinta Sinfonía? Si hacemos caso a las grabaciones de esta obra dirigidas por Maxim Shostakovich, hijo del compositor, director de orquesta y pianista, o las dirigidas por los dos grandes músicos y amigos del compositor, Mstislav Rostropovich y Vladimir Ashkenazi, podemos concluir que el tempo lento, que conduce a una marcha fúnebre final, es lo que el compositor concibió, aunque en el estreno y aún hoy día los tempi rápidos y los finales triunfales se siguen prodigando.

El gran director de orquesta rumano Sergiu Celibidache, que presentó al público alemán por primera vez en 1946 esta Quinta Sinfonía dirigiendo a la Filarmónica de Berlín, refirió que escribió una carta a Shostakovich desde Suiza en la que le preguntaba: “¿Es correcta la marca de tempo ♪ = 184 al final de la Quinta Sinfonía?”. Recibió una postal de Moscú, sin firma, en la que había una sola palabra: “Correcto”.

Referencias:

[1] Martín-Castro A., Ucar I. (2020). Conductors’ tempo choices shed light over Beethoven’s metronome. PLOS ONE 15 (12): e0243616. doi: 10.1371/journal.pone.0243616

[2] Laurel E. Fay. (1999) Shostakovich: A Life. Oxford University Press. 978-0195182514

[3] Laurel E. Fay. (Ed) (2004) Shostakovich and his world. Princeton University Press. 978-0691120690

[4] Elizabeth Wilson (2006) Shostakovich: A Life Remembered (2nd Ed.). Faber and Faber. 978-0571220502

También del autor:

Lutería y acústica (serie)

Sobre el autor: Victor Etxebarria Ecenarro está diplomado como lutier por el Conservatorio Juan Crisóstomo de Arriaga (Bilbao) y es Catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática en la Universidad del País Vasco (UPV/EHU)

El artículo La importancia del pulso de Shostakovich se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Eneko Madrazo Uribeetxebarria, Maddi Garmendia Antín, Maite Meaurio Arrate

Azken hamarkadetan nabarmen egin du gora mundu-mailako biztanle kopuruak, eta, horrenbestez, baita planetako azalera urbanizatuak ere. Bide horri jarraituz gero, 2050. urterako, mundu-mailako biztanleen bi heren hiriguneetan biziko direla aurreikusten da. Tradizionalki, urbanizazio-prozesua gauzatzeko, natura- edo nekazaritza-inguruneak eraldatu izan dira, hiri-ingurune berrian lurzoru naturaleko eremuak zein landaretza murriztuz, agerikoa denez. Eraldaketa prozesu horrek, besteak beste, hiri-ingurunearen desnaturalizazioa eragin du, gainazal natural eta iragazkorrak (zelai eta basoak) ordeztu eta iragazgaitzak bultzatuz (errepideak, espaloiak eta teilatuak batez ere).

Irudia: urbanizazio-prozesua dela eta, uraren hiri-zikloa gero eta urrunago dago uraren ziklo naturaletik eta ura iragazten ez denez sarean kudeatu beharreko ur bolumenak handiagoak dira. (Argazkia: 652234 – Pixabay lizentziapean. Iturria: Pixabay.com)

Hori dela eta, uraren hiri-zikloa gero eta urrunago dago uraren ziklo naturaletik. Ziklo naturalean, gizakiaren eraginik ez dagoenean, euriak akuiferoak hornitzen ditu; prozesu horretan, gainera, iragazi eta garbitu egiten da, naturalki. Hiriguneetan, aldiz, lurra zigilatua dagoenez, ura kolektoreetan jasotzen da, eta handik araztegiraino eramaten dira hondakinak zein sedimentuak, edo, batzuetan, baita ingurunera zuzenean isurtzen ere. Hau da, ura hainbat funtzio dituen baliabide baliotsua izatetik, ahalik eta azkarren ebakuatu beharreko arazo izatera igaro da. Gainera, horrek eragina du saneamendu sarearen diseinuan, ura iragazten ez denez sarean kudeatu beharreko ur bolumenak handiagoak baitira.

Gauzak horrela, hainbat proposamen osagarri sortu dira euri-ura hirien plangintzan eta diseinuan integratzeko. Horietako bat dira Sustainable Urban Drainage Systems (SUDS) deiturikoak edo, gurera ekarrita, Drainatze Jasangarriko Hiri-Sistemak (DJHS). Sistemak horiek euri-ura kudeatzeko teknikak dira, erreproduzitu eta/edo lehengoratu egin nahi dituztenak hirigintza-garapenaren aurreko prozesu hidrologikoak (isurketa-atzeratzea, iragazketa, biltegiratzea edo ebapotranspirazioa).

Teknika horietako bat dira zoladura iragazkorrak. Hala, zoladura iragazkor deitzen diegu, zoladura tradizionalak ez bezala, euri-ura jasotzeko eta gordetzeko gai diren horiei. Hori egiteko geruza irazkorrak ipini ohi dira bata bestearen gainean. Azpian harri garbiak eta, goian, asfalto edo hormigoi porotsua moduko geruzaren bat. Ez dira berriak, baina oso mugatua da hirietako drainatze-sareko elementu integratu moduan duten erabilpena; besteak beste, sistema horien funtzionamenduarekiko konfiantza-ezagatik.

Zoladura iragazkorreko sistemen abantaila nagusienetako bat euri-ura kudeatzeko modua da. Zoladura tradizionalak euri-ura drainatze- edo saneamendu-sarera lehenbailehen bideratzeko diseinatu ohi dira, eta gainazaletik egin ohi dute hori, iragazgaitzak izaki. Zoladura iragazkorrak, aldiz, ur hori jatorrian kudeatzeko gai dira; oso porotsuak direnenez ura atxikitzeko gaitasuna baitute. Ura jasotzeko eta gordetzeko ahalmen hori dela medio, nabarmen murriztu dezakete saneamendu-sarera bideratzen den ur-bolumena, saneamendu-sarearen behin-behineko gainezkatze-egoerak urrituz.

Ur-bolumenean eta emarian ez ezik, aipaturiko gainazalaren inpermeabilizazioak eragina du uraren abiaduran ere, eta, ondorioz, kutsagaiak garraiatzeko ahalmenak ere gora egiten du. Beraz, hirietako ur-isuriek kutsagai ugari garraia ditzakete (besteren artean, metal astunak, hidrokarburoak, nitrogenoa, fosforoa eta mikroplastikoak), osasunerako eta ingurumenerako arriskutsuak diren kontzentrazioetan ere ager daitezkeelarik. Zoladura iragazkorrek, isurketa murriztearekin batera, gutxitu egiten dute kutsatzaileen kontzentrazioa azaleko isurketan, kutsagai batzuk beste batzuk baino hobe degradatu edo atxikitzen dituzten arren.

2. irudia: eremu esperimentaleko ura jasotzen duten hiru ubide: azaleko isurketa jasotzen duena (ezkerrean), asfalto iragazkorrekoa jasotzen duena (erdian) eta gal- tzada-harrien ura jasotzen duena (eskuinean). (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Zoladura iragazkorrek isuriak murrizteko eta isurien kalitatea hobetzeko duten gaitasuna aztertzeko, Donostiako Udalak Martuteneko Txominenea urbanizazioan zoladura iragazkorreko eremu bat eraiki du, Euskal Herriko Unibertsitateak kudeatzen duena. Eremuak 180 m2 ditu eta zoladura iragazkorren eraginkortasuna aztertzeko datuak biltzen dira. Eremua zoladura iragazkorren epe luzerako eraginkortasuna aztertzeko baliagarri izango da, baita isurketen bolumen eta kalitatean izan dezaketen eraginkortasuna aztertzeko ere.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ale berezia 2022
• Artikuluaren izena: Zoladura iragazkorrak, hirietako drainatze-sarean txertaturiko elementu gisa.
• Laburpena: Zoladura iragazkorrak hirietako drainatze-sistema jasangarri mota bat dira. Ez dira berriak, baina oso mugatua da hirietako drainatze-sareko elementu integratu moduan duten erabilpena; besteak beste, sistema horien funtzionamenduarekiko konfiantza-ezagatik. Artikulu honen helburua zoladura iragazkorren inguruan dagoen ezagutzaren inguruko ikuspegi eguneratua ematea da, Administrazio eta enpresetako teknikariek inplementaziorako tresna eskuragarri gehiago izan ditzaten. Horrela, zoladura iragazkorren deskribapena emateaz gain, hirietako saneamendu-sarearen kudeaketan dituzten inpaktuak aztertuko dira, baita diseinurako irizpide batzuk eskainiko ere. Guztia ikuspuntu hidrologiko-hidrauliko batetik egingo da, azaleko isurketen bolumen- eta emari-murrizketa nabarmenduz, baina uraren kalitatea ere kontuan harturik. Bukaeran, zoladura mota hauek ikertzeko eraiki den eremu baten deskribapena ere emango da, haren erabilgarritasuna azpimarratuz.
• Egileak: Eneko Madrazo Uribeetxebarria, Maddi Garmendia Antín, Maite Meaurio Arrate
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 91-107
• DOI: 10.1387/ekaia.23083

Egileez:

Eneko Madrazo Uribeetxebarria UPV/EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako Ingeniaritza Energetiko Saileko ikertzailea da.

Maddi Garmendia Antín UPV/EHUko Gipuzkoako Ingeniaritza Eskolako Ingeniaritza Energetiko Saileko ikertzailea da.

Maite Meaurio Arrate UPV/EHUko Kimika Fakultateko Kimika Aplikatua Saileko eta Prozesu Hidro/Ingurumenekoen Ikertaldeko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Hace unas semanas hablamos en el Cuaderno de Cultura Científica de las llamadas sucesiones fractales, o sucesiones autosemejantes, en la entrada titulada Sucesiones fractales], que continuamos con la entrada La sucesión fractal de Thue-Morse y la partida infinita de ajedrez, en la que mostrábamos una sucesión autosemejante concreta, conocida con el nombre de sucesión de Thue-Morse, o sucesión de Prouhet-Thue-Morse, que es una curiosa sucesión de números enteros que aparece en diferentes ramas de las matemáticas. El objetivo de la presente entrada es mostrar algunos ejemplos de cómo el compositor minimalista estadounidense Tom Johnson utiliza estas sucesiones para componer algunas de sus composiciones musicales.

Josu Rekalde, Tom Johnson, Esther Ferrer y yo mismo, Raúl Ibáñez, conversando sobre la utilización de las matemáticas en los procesos creativos de la artista Esther Ferrer y el compositor Tom Johnson, dentro del programa Diálogos en la frontera organizado por la Cátedra de Cultura Científica, en marzo de 2018

Empecemos recordando qué son las sucesiones fractales o autosemejantes. Una sucesión (infinita) de números enteros se dice que es una sucesión autosemejante, si una parte de la sucesión es igual a toda la sucesión, es decir, si eliminamos algunos miembros de la sucesión infinita los miembros de la sucesión que quedan siguen siendo toda la sucesión.

Pongamos un ejemplo de sucesión autosemejante, en particular, aprovechemos para mostrar un nuevo ejemplo, no comentado en las entradas anteriores. Se trata de la sucesión de la cantidad de maneras que existen de expresar los cuadrados de los números enteros positivos, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, …, como suma de dos cuadrados (sin importar el orden), a cuyos miembros vamos a denotar por a(n). Para calcular los primeros términos de esta sucesión nos viene muy bien tener en cuenta la sucesión de los números cuadrados (0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, 121, 144, 169, 196, 225, 256, 289, 324, 361, 400, 441, …) y ver cómo expresar el cuadrado de cada número entero no positivo como suma de dos de los cuadrados de esa lista.

En la imagen anterior hemos obtenido los miembros de la sucesión hasta a(25), que son: 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 3. Esta sucesión infinita, que es la sucesión A063014 en la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS, cuyos primeros términos son

1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 3, 2, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 2, 1, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 3, 2, 2, 2, 1, 2, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 1, 1, 1, 5, 1, 1, 2, 1, 2, 1, 1, 2, 2, 3, 1, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 1, 5, 1, 2, 1, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 2, 1, 2, 1, 1, 3, 2, 2, …

es una sucesión autosemejante. De hecho, es una sucesión fractal de razón 2, como se muestra en la siguiente imagen. Recordemos que una sucesión infinita se dice que es una sucesión fractal de razón d si nos quedamos con un primer número de la sucesión y los que van apareciendo cada d posiciones, es decir, eliminamos el resto, y seguimos obteniendo la sucesión infinita inicial.

Luego, efectivamente es una sucesión autosemejante de razón 2. Pero, curiosamente, también es una sucesión autosemejante de razón 3, como vemos en la siguiente imagen.

El compositor minimalista Tom Johnson

Empecemos presentando al compositor del que vamos a hablar en esta entrada, Tom Johnson, del que ya hemos hablado en algunas otras entradas, como Las vacas de Narayana, la versión hindú de los conejos de Fibonacci o Teselaciones rítmicas perfectas.

Tom Johnson (Greeley, Colorado, EE.UU., 1939), es un compositor minimalista y teórico de la música estadounidense. Se graduó en la Universidad de Yale, donde obtuvo además su grado avanzado en música. Viajó a Nueva York en 1967 y fue alumno del compositor Morton Feldman (1926-1987), uno de los artífices, junto con John Cage (1912-1992), de la música aleatoria. Entre 1971 y 1983 fue crítico de música en The Village Voice, el primer periódico semanal alternativo (EEUU) de noticias y cultural. En 1983 se trasladó a París, donde vive con su mujer, la artista donostiarra Esther Ferrer.

Es un compositor minimalista, ya que trabaja con formas simples, escalas limitadas y de manera general, con material reducido. Y dentro del minimalismo destaca por el uso de las matemáticas en su proceso creativo. Sucesiones de números (Fibonacci, Narayana, autosemejantes, …), autómatas, números (contar), números binarios, números primos (Mersenne), geometría, trigonometría, simetrías, teselaciones, curvas fractales, grafos, combinatoria (permutaciones, combinaciones, cuadrados latinos, cuadrados mágicos, el problema de las colegialas de Kirkman, teoría de bloques, …), el triángulo de Pascal, cuadrados mágicos geométricos, son algunas de las teorías matemáticas que utiliza en sus composiciones.

Tom Johnson ha escrito de su música: “quiero encontrar la música, no componerla”, o como decía su maestro Morton Feldman “Deja a la música hacer lo que quiere hacer”. Mientras John Cage, o Morton Feldman, realizan esta búsqueda mediante el azar, Tom Johnson lo hace mediante las matemáticas.

En su artículo Found Mathematical Objects / Objetos matemáticos encontrados (2001) Tom Johnson explica su filosofía artística y empieza así:

La idea es sencilla. Encuentra un objeto, cualquier objeto, decláralo obra de arte, y es una obra de arte. El arte se convierte en algo verdaderamente objetivo, sólo un objeto, las técnicas artísticas se vuelven innecesarias y, al mismo tiempo, se siembran las semillas del arte «no intencional». Este principio de Marcel Duchamp, el «readymade» o el «objet trouvé», se reconoce ahora en todas partes como una forma perfectamente válida de hacer arte. Una generación de artistas Fluxus desarrolló este punto de vista, John Cage lo adaptó para componer música mediante operaciones fortuitas, y ahora es bastante natural que un compositor o artista pueda elegir trabajar con un objeto matemático encontrado, como el triángulo de Pascal o la serie Narayana o algún autómata, lo mismo que con un urinario, una rueda de bicicleta, un peine o un botellero.

Imagen del compositor Tom Johnson explicando una de sus composiciones musicales en uno de los videos de la serie Illustrated Music de su canal de YouTube

Entre sus obras encontramos óperas como Riemannoper (1988), Trigonometría (1997) o la más famosa La ópera de las cuatro notas (1972), que fue representada en España en 2015 por Vania Produccions bajo la dirección de Paco Mir (que muchos conoceréis por ser uno de los miembros del trío Tricicle) o composiciones musicales muy creativas e interesantes, como Una hora para piano (1972), Nueve campanas (1979), Simetrías (1981), Dúos para contar (1982), Melodías racionales (1982), Melodías infinitas (1982), Música para 88 (1988), Las vacas de Narayana (1989), Kentzy Loops (2000), Galileo (2001), Mosaicos (2002), Combinations for String Quartet (2003) o Ritmos de Vermont (2008).

Ha escrito libros como la colección de artículos de crítica musical The voice of the new music (Apollohuis, 1989), Self-similar Melodies (Editions 75, 1996), Looking at numbers (Birkhauser, 2014) o Finding Music. Writings 1961-2018 (MusikTexte, 2019).

Portada de los libros Self-similar Melodies, Looking at numbers y Finding Music. Writings 1961-2018La melodía racional XV

El compositor Tom Johnson utiliza las sucesiones autosemejantes de formas diferentes para componer sus obras musicales. En esta entrada vamos a mostrar dos ejemplos, La melodía racional XV y la pieza La vie est si court.

La melodía racional XV está compuesta a partir de una sucesión autosemejante de razón 2. Esta composición pertenece a un grupo de veintiuna melodías racionales que el compositor minimalista Tom Johnson compuso en 1982 bajo el título Rational Melodies / Melodías Racionales.

De forma paralela a como suelo sugerir, cuando hablamos de juegos matemáticos, que lo primero es jugar, ahora recomiendo escuchar algunas de las melodías racionales (por ejemplo, las melodías racionales I, II, X y XIII, para empezar) y, en particular, la melodía racional XV, de la que vamos a hablar. Puedes escucharlas en diferentes plataformas (YouTube, Spotify, etc), en particular, en el canal de YouTube de Eberhard Blum o de Dedalus, que hacen dos interpretaciones diferentes de las melodías racionales.

Aquí os dejo la versión, para flauta, de Eberhard Blum de la melodía racional XV:

Y aquí os dejo la versión, para cello y violín, de Dedalus de la melodía racional XV:

En la introducción de la publicación de las partituras de las Melodías Racionales, que recordemos que publica en 1983, su autor escribe lo siguiente:

La racionalidad o, más precisamente, la lógica deductiva se ha usado rara vez como factor de control en la composición musical. Normalmente los compositores están más interesados en inspiración, intuición, sentimientos y expresión interna. Últimamente, sin embargo, ha aparecido una tendencia por parte de los compositores a renunciar al control individual sobre cada nota confiando en factores externos. Existen, por ejemplo, piezas controladas por el viento, por el azar, por la idiosincrasia de los magnetófonos o por variaciones impredecibles en un circuito eléctrico, y creo que componer adhiriéndose rigurosamente a premisas lógicas implica un proceso similar de pensamiento.

La autosemejanza ha sido un concepto central en la obra de Tom Johnson. Empezó a trabajar con sucesiones autosemejantes entre 1979 y 1980. Tres fueron las influencias que le llevaron hacia este tema. Por una parte, el matemático polaco, nacionalizado francés y estadounidense, Benoit Mandelbrot (1924-2010) publicó su libro Fractals: Form, Chance and Dimension en 1977 que fue leído con mucho interés por Tom Johnson. La segunda fue la lectura, años después de su publicación, del artículo sobre la “curva dragón” publicado por el divulgador estadounidense Martin Gardner (1914-2010) en su columna de Juegos Matemáticos de la revista Scientific American, en 1967. Y finalmente, su encuentro con el matemático y músico David Feldman, en 1979, con quien realizó un pequeño estudio de “melodías que se presentan a si mismas en dos (o más) tempi a la vez”, es decir, melodías autosemejantes.

Carátula de la grabación de las Melodías Racionales de Tom Johnson por el ensemble Dedalus, en New World Records, en 2010

La melodía racional XV, junto al resto de las melodías racionales, fueron publicadas en 1983, pero realmente las compuso dos y tres años antes de su publicación.

Empecemos por la sucesión autosemejante que utiliza Tom Johnson en esta pieza. Si miramos a la primera línea de la partitura (véase la siguiente imagen) veremos el “germen” de la sucesión infinita fractal de razón 2.

Si denotamos por números las diferentes notas obtenemos la sucesión finita

1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5,

donde cada número natural se corresponde con una nota musical cada vez más grave (1 = La, 2 = Sol, 3 = Fa, 4 = Mi, 5 = Re), es decir, más baja en el pentagrama. Esta sucesión finita es el “germen” de una sucesión infinita autosemejante que se obtiene poniendo infinitas copias de la misma, una a continuación de la otra, como se muestra en la siguiente imagen.

Esta sucesión es autosemejante de razón 2 como se puede observar fácilmente, ya que al eliminar los números que están en las posiciones pares, lo que queda (posiciones impares) sigue siendo la misma sucesión infinita. Es decir, la sucesión infinita está dentro de ella misma.

Si nos fijamos en las dos primeras líneas de la anterior imagen, que son dos copias de la sucesión finita germen [1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5, 1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5], al eliminar los números que están en las posiciones pares, nos queda una copia de la sucesión germen [1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5, 1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5], y así ocurre para el resto.

Para entender cómo transforma Tom Johnson esta sucesión fractal en una composición musical debemos de darnos cuenta que podemos ver el anterior proceso desde un punto de vista diferente, añadir números en lugar de quitarlos. De esta forma, partimos de la sucesión infinita y entre cada par de números consecutivos introducimos un número (los que antes quitábamos), de esta forma construimos una sucesión más grande que contiene a la anterior, pero que resulta que es exactamente igual a ella misma. Veámoslo de forma sencilla con una sola copia de nuestra sucesión germen:

[1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5].

Y vamos a incluir entre cada dos números consecutivos los números que antes quitábamos, que si nos fijamos bien primero son los que están en posiciones pares (2, 3, 4, 5, 3, 5, 5) y luego están en posiciones impares (1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5), quedando (hemos indicado con negrita los números que hemos incluido):

[1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5, 1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5],

es decir, dos copias de la sucesión germen, que incluyen a esta en su interior (los números que NO están en negrita). Y es precisamente este proceso que acabamos de ejemplificar el que utiliza Tom Johnson para componer la melodía racional XV.

La primera línea de la partitura mostrada arriba, que es la versión musical de la sucesión germen 1, 2, 2, 3, 2, 4, 3, 5, 2, 3, 4, 5, 3, 5, 5 (1 = La, 2 = Sol, 3 = Fa, 4 = Mi, 5 = Re), es la melodía base de la melodía racional XV, con silencios entre cada dos notas (que pan a ser las posiciones donde se van a incluir las nuevas notas). Entonces en cada nueva línea se va incluyendo una nueva nota (número) intermedio, como se muestra en la siguiente imagen de la partitura (yo he añadido los números, azules en la melodía inicial y rojos los que se corresponden con las notas añadidas), que muestra la mitad del proceso.

Al final del proceso, que se muestra en la siguiente imagen, se concluye con dos copias de la melodía (sucesión germen) de la composición, pero tocadas el doble de rápido, ya que ahora no hay silencios intermedios.

Si ahora volvéis a escuchar la melodía racional XV podréis escuchar el proceso descrito.

La vie est si courte

En 1998 Tom Johnson compuso la obra La vie est si courte / La vida es tan corta, que está compuesta de variaciones sobre un bucle de 20 tiempos que gira continuamente alrededor de los ocho instrumentos, flauta, clarinete, trompeta, trombón, marimba, violín, viola y violonchelo.

Parte inicial de la partitura de la obra La vie est si courte / La vida es tan corta (1998), del compositor Tom Johnson

En su libro Finding Music, Writings 1961-2018, Tom Johnson escribe de la composición La vie est si courte lo siguiente:

Cuando escribí por primera vez la melodía de esta pieza, parecía música vocal e incluso tenía un texto que la acompañaba.

Después de muchas páginas de esbozos vocales tipo madrigal, me di cuenta de que las cosas polirrítmicas que quería hacer eran en realidad mucho más apropiadas para instrumentos, y que esto sería un buen material para una pieza que me acababan de encargar para Musica Temporale. Sin embargo, decidí conservar parte del texto como título para la pieza instrumental. Las palabras siempre nos ayudan a recordar las melodías y, de hecho, puede ser una buena idea que los músicos canten el tema una vez para el público antes de empezar la composición propiamente dicha.

El texto de la pieza, como se puede ver en la partitura es “La vie est si courte. La mort est si longue” (La vida es tan corta. La muerte es tan larga).

Si miramos al inicio de la partitura (primera línea, en clave de Sol) podremos observar cual es la sucesión finita germen, en la cual se incluyen los silencios, que genera la sucesión infinita fractal, mediante la repetición infinita de la sucesión germen. La sucesión finita germen tiene 20 números (20 tiempos en la partitura, que se pueden ver indicados en la siguiente imagen que el propio Tom Johnson ha incluido en su video de la serie Illustrated Music de YouTube) son, siendo 0 el número que se corresponde con un silencio,

1, 0, 2, 0, 3, 4, 2, 0, 3, 0, 5, 0, 3, 0, 2, 4, 3, 0, 2, 0,

donde 1 = Mi, 2 = Sol, 3 = La, 4 = Si, 5 = Re.

La sucesión numérica infinita que se genera a partir de la sucesión germen de 20 números es efectivamente autosemejante de razón 3, como se observa en la siguiente imagen.

Esta propiedad puede verse en la partitura, ya que el segundo instrumento (segunda línea de la partitura) toca una de cada tres notas de la melodía del primer instrumento (primera línea), pero en clave de Fa, y como la sucesión es autosemejante de razón 3, entonces interpreta la misma melodía, pero tres veces más lenta.

Volviendo a la sucesión infinita, no solo es autosemejante de razón 3, sino que también es autosemejante de razón 7, como se muestra a continuación.

La autosemejanza de razón 3 de la anterior sucesión es el elemento a partir del cual Tom Johnson estructura toda la obra, que es una composición para ocho instrumentos. La explicación al detalle la podéis encontrar en el video de la serie Illustrated Music de su canal de YouTube titulado Illustrated Music #9, La Vie est si courte [https://www.youtube.com/watch?v=F7KBTIXNkc8].

La representación gráfica de Tom Johnson

Vamos a terminar esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica mostrando la forma en la que el compositor Tom Johnson representa las sucesiones autosemejantes que se generan a partir de una sucesión finita germen.

Dibujo de Tom Johnson representando circularmente tres sucesiones autosemejantes de razones 2, 3 y 4, realizado en 2013

 

Para empezar, en el centro de la representación dibuja, de forma circular, la sucesión finita germen. Al ser una representación circular es como si repitiéramos la misma sucesión finita de forma infinita generándose así la sucesión infinita. Por ejemplo, la representación de la izquierda en la anterior imagen se corresponde con la sucesión autosemejante de razón 2 que tiene como sucesión germen 0, 1, 1, 2, 1, 2, 2 (esta sucesión ya aparece en su libro Self-Similar Melodies, de 1996, aunque expresada como 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3). Si en la circunferencia central se representa la sucesión germen (en este caso, 0, 1, 1, 2, 1, 2, 2), en la segunda circunferencia se van añadiendo los números intermedios, aquellos que eliminaríamos de la sucesión autosemejante, los que están en posiciones pares, ya que esta sucesión es de razón 2, pero manteniendo la posición de los números de la sucesión germen, lo cual se indica con un segmento radial. Es decir, si indicamos con corchetes los números añadidos, en la segunda circunferencia quedaría 0, [1], 1, [2], 1, [2], 2, [0], 1, [1], 2, [1], 2, [2], que genera dos copias de la sucesión germen, como se muestra en la siguiente imagen. Aunque podemos hacer una lectura de fuera hacia dentro, si en la segunda circunferencia eliminamos uno de cada dos números (por ser de razón 2), se obtiene la circunferencia interior.

Representación gráfica, de Tom Johnson, de la sucesión autosemejante de razón 2 cuya sucesión germen es 0, 1, 1, 2, 1, 2, 2

 

Si ahora se añade la tercera circunferencia concéntrica exterior añadiendo de nuevo los números intermedios, se obtienen cuatro copias de la sucesión germen.

Si la sucesión autosemejante es de razón 3, como la que mostramos en la siguiente imagen (la sucesión germen es 0, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1), que es la central de la imagen que hemos mostrado arriba, entre dada dos números hay que incluir dos números (que son los excluidos en el proceso inverso).

Representación gráfica, de Tom Johnson, de la sucesión autosemejante de razón 3 cuya sucesión germen es 0, 1, 1, 2, 1, 2, 2

 

En mi opinión es una hermosa manera de representar las sucesiones autosemejantes, que surgen de una sucesión finita germen.

Mozart, como no…

Como escribe Emmanuel Amiot, en su artículo Self Similar Melodies, Tom Johnson “es probablemente el primer compositor que hizo uso de esto [la autosimilitud] de forma consciente y extensa, en obras como La vie est si court o Loops for orchestra”. Sin embargo, se pueden encontrar pequeños ejemplos de autosimilitud en obras más antiguas, como el conocido bajo Alberti (que es un tipo de acompañamiento repetitivo de cuatro notas, grave, agudo, medio, agudo -que en números podríamos representar como 1, 3, 2, 3-, que fue muy utilizado en el clasicismo, pero también en el romanticismo, que debe su nombre al compositor italiano Domenico Alberti (aprox. 1710/17 – 1740)) que se encuentra en el inicio de la Sonata para piano n. 16 en do mayor, K. 545 (1788) del gran Wolfgang Amadeus Mozart (1756-1791).

Apertura de la Sonata para piano n. 16, K. 545 (1788) de Wolfgang Amadeus Mozart, que contiene el conocido bajo Alberti

La sucesión infinita que se genera a partir de la repetición del motivo 1, 3, 2, 3 es autosemejante de razón 3 (también de razón 5 o cualquier otro número impar).

Bibliografía

1.- Tom Johnson, Rational Melodies, Editions 75, 1982.

2.- Tom Johnson, Self-similar Melodies, Editions 75, 2014.

3.- Tom Johnson, Finding Music, Writings 1961-2018, MusikTexte, 2019.

4.- Tom Johnson, Found Mathematical Objects, Seminaire Entretemps: Musique, Mathematiques et Philosophies, Paris, Ircam, 2001.

5.- Tom Johnson, Self-Similar Structures in my Music: an Inventory, lecture presented in the MaMuX seminar, IRCAM, Paris, 2006.

6.- Emmanuel Amiot, Auto Similar melodies, Journal of Mathematics and Music, vol. 3, n. 1, pp. 1-26, 2009.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo Sucesiones fractales: del número a la nota musical se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Ikertzaile talde batek argitu du metaltasun altuko izarrak ez direla oso egokiak inguruko planetetan bizia agertzeko, isurtzen duten erradiazio ultramore motak ez duelako laguntzen planetetan ozono geruza trinko bat eratzen.

Zientziaren historiako esaldi esanguratsuenetakoa da Carl Saganek aspaldi bota zuena: izar hautsa gara. Gurean, noski, Mikel Laboak musikatutako Xabier Leteren abesti ederraren bitartez ere errotu zen kontzeptua. Halaxe da: behin batean supernoba batean kozinatu ziren elementuez osatzen da eskura dugun guztia, udaberriko loreen usain ederra sentiarazten duten molekuletatik hasita eta Sálvame grabatzen duten kameretaraino.

1. irudia: izar batek isurtzen duen erradiazio ultramorearen arabera, desberdinak izango dira planetetan ozono geruza sortzeko aukerak. Irudian, arrokazko eta atmosferadun planeta baten irudikapen artistikoa. (Irudia: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech)

Elementu gehien-gehienak, bai; baina ez guztiak. Ezta unibertsoan zabalduenak. Hidrogenoa eta helioa aurretik jaio ziren, Big Bang-arekin batera —eta, antza, litio pixka bat ere—. Une horren aurretik zer zegoen, jakina, argitu gabeko misterioa da, baina erantzun tranpati batek ebatzi dezake berdin diola, aurretik denbora ere ez zegoelako. Burua leherrarazten digun paradoxa horietako bat.

Elementuen sukaldea osatzen duten izarren artean, noski, denetako motak daude, bai eta belaunaldiak ere. Uste da unibertsoaren lehen izarrek —III populaziokoak— hidrogenoa eta helioa baino ez zituztela. Ondorengo belaunaldikoak dira II populaziokoak: euren osaketa metal batzuk dituztenak dira. Azkenik, I populazioko izarrak ere badira —gure Eguzkia da talde horretakoa—, metaletan aberatsagoak direnak.

Metaltasun kontzeptua tentuz hartu beharra dago. Askotan aipatzen dira “metalak dituzten izarrak”, baina honek nahasmena eragin dezake astrofisikatik kanpo. Izan ere, astrofisikaren alorrean, taula periodikoan hidrogenotik eta heliotik gorago dauden elementu guztiak metaltzat hartzen dira. Agerikoa denez, kontzeptu hau oso urrun dago gainerako diziplinetan erabili ohi den ikuspegitik.

Metalen osaketa horrek uste baino garrantzi gehiago izan dezake inguruan biraka egon daitezkeen planetetako bizigarritasun aukerei dagokienez. Ikerketa batek proposatu duenez, metaltasun gutxiko izarren inguruan bizia garatzea errazago izango da.

Nature Communications aldizkarian argitaratutako artikulu batean egin dute proposamena. Modelizazio baten bitartez, zientzialariek aztertu dute izar mota bakoitzak isurtzen duen erradiazio ultramorea, bai eta inguruko planeten ozono geruzaren egoera ere, eta elementu horien inguruan egon daitezken harremanak argitzen saiatu dira.

Egin ohi den moduan, sailkapena egiteko astrofisikariek gure gertueneko errealitatea hartu dute erreferentziatzat. Eguzkia, hain zuzen; gainazalean 5.000 eta 6.000 gradu zentigradu arteko tenperatura duten izarrak aukeratu dituzte. Eguzkia baino metaltasun gehiago ala gutxiago duten, horren arabera sailkatu dituzte gainerako izarrak.

Egiaztatu ahal izan dute metaltasunaren arabera desberdina dela izarrek isurtzen duten erradiazio ultramorea. Argi ultramorea hiru motatan isuri daiteke: A, B eta C, daukaten uhin luzeraren eta energiaren arabera. Lurrean jasotzen dugun gehien-gehiena A motakoa da (UV-A izpi ezagunak), batez ere ozono geruzak funtzio babesgarria izaten duelako.

2. irudia: gure planetan, atmosferan dagoen ozono geruzak funtsezko rola betetzen du bizia ahalbidetzeko. Irudian, Lurraren atmosfera, Nazioarteko Espazio Estaziotik ikusita. (Argazkia: ESA/NASA/Tim Peake)

Bizitzarako —orain arte ezagutzen dugun moduan, bederen— erradiazio honek izan dezakeen eragin kaltegarria aintzat hartuta, ikerketa honetan zientzialariek UV-B eta UV-C erradiazioei erreparatu diete. Ikusi dutenez, izar batek inguruko planetetan isuritako erradiazioaren arabera, bizia garatzeko aukerak oso bestelakoak izan daitezke.

Ordenagailu bidezko simulazioak erabili dituzte unibertsoan eman daitezkeen egoeren gainean agertokiak eraikitzeko. Landu dituzten ereduen arabera, metaltasun txikiagoa duten izarretan UV-C motako erradiazio gehiago sortzen da, eta hori, paperaren gainean bederen, lagungarria izan daiteke inguruko planetetan bizigarritasun aukerak indartzeko. Gakoa planetaren atmosferan sor daitekeen ozono geruzaren trinkotasunean datza. Ozono hori egotea funtsezkoa izan daiteke bizia garatu ahal izateko.

Bitxia bada ere, metal gehiago dituzten izarrak erradiazio ultramore gutxiago isurtzen dute, baina, kasu horietan, gailentzen den erradiazioa UV-B motakoa izateagatik dira arriskutsuagoak.

Ezaguna da Lurrean behintzat ozonoak izaten duen rol garrantzitsua bizidunak Eguzkitik datorren erradiazio ultramoretik babesteko. Erradiazio horrek aise kaltetu ditzake zelulak. Gurean bezala, zientzialariek uste dute gainerako planetetan ozono geruza txukun bat izatea nahitaezkoa izan daitekeela bizia garatzeko.

Horretaz jakitun, ikertzaileak ahalegindu dira aurreikusten erradiazio horrek eremu bizigarrian dauden planetetako atmosferetan izango lukeen eragina. Eredu hauek eraikitzeko, aintzat hartu dute ere Lurraren historia geologikoan izan diren hainbat egoera. Oxigenoa, ozonoa eta beste zenbait gasek argi ultramorearekin izaten duten elkarrekintza modelizatu dute ikertzaileek.

“Lurreko atmosferaren kimikan, erradiazio ultramoreak rol bikoitza du. Banakako oxigeno atomoekiko eta oxigeno molekulekiko elkarrekintzaren ondorioz, ozonoa sortu eta birrindu daiteke”, azaldu du Anna Shapiro egileak prentsa ohar batean. Uhin luzera handiko UV-B erradiazioek ozonoa birrintzen dute, baina uhin luzera laburreko UV-C erradiazioek erdi atmosferan ozono babesgarria sor dadila laguntzen dute. Hortaz, Shapirok “zentzuzkotzat” jo dut argi ultramorearen eragina berdina izango dela atmosfera duten exoplanetetan ere.

Honetatik paradoxa bat sortzen da, ikertzaileek nabarmendu dutenaren arabera. Unibertsoa zahartzen den heinean, bizitza sortzeko baldintzak are okerragoak izango dira. Horren arrazoia sinplea da: izarren bizi zikloan, gero eta metal gehiago dago pilatuta.

Jakina da izarrek pixkanaka elementu kimikoak eraldatzen dituztela, heliotik hasita burdinaraino. Bizitzaren amaierara iristen denean, izar batean sortu diren elementu guztiak askatu egiten dira. Tamainaren arabera, askatze hori modu lasaian izan daiteke, izar haize moduan, ala era bortitzagoan, supernoba baten moduan. Material horretatik sortuko dira ondoren izar berriak, baina metal gehiago eskura izanda, jaioko diren izar horiek metal gehiago izango dute beren osaketa kimikoan, inguruko planetatan bizia garatzeko aukerak zailduz.

James Webb teleskopioaren bereizmen itzelari esker, seguruenera datozen urteotan posible izango da exoplaneta askoren atmosferaren inguruko zantzuak eskuratzea, eta, beraz, ikerketa hau egin duten ikertzaileek espero dute egingo diren behaketetan faktore hau lagungarria izango dela bizia garatzeko aukera gehien dituzten eguzki sistemak aukeratzerakoan. Espazio teleskopioak daramatzan gailuen hasierako konfigurazioek orain arte emaitza ikusgarriak eskaini dituzte. Hortaz, behin gailua bere gaitasun osoan jartzen denean, espero izatekoa da orain arte zapaldu ez diren eremuetara iritsiko dela. Kasurako, orain arte tamaina handiko planeten atmosferaren zantzuak baino ezin izan dira ikusi, baina uste da Lurraren tamainaren arrokazko planetetako atmosferen gaineko informazioa eskuratu ahal izango dela hemendik gutxira.

Erreferentzia bibliografikoa:

Anna V. Shapiro et al. Metal-rich stars are less suitable for the evolution of life on their planets (2023). Nature Communications, 14, 1893. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-37195-4

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Una nueva teoría describe cómo las interacciones de partículas alimentan la reconexión magnética rápida, el proceso detrás de las erupciones solares y otros chorros astrofísicos.

Un artículo de Zack Savitsky. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Dos simulaciones de un agujero negro acreciente. A la izquierda, el plasma se modela como un fluido. A la derecha, se trata como un conjunto de partículas, lo que produce diferencias evidentes en la densidad del plasma (púrpura) y las líneas del campo magnético (blanco). Cortesía de Alisa Galishnikova

En arrebatos fugaces, el sol arroja de vez en cuando una cantidad colosal de energía al espacio. Llamadas erupciones solares, estas erupciones duran solo unos minutos y pueden desencadenar apagones catastróficos y auroras deslumbrantes en la Tierra. Pero nuestras principales teorías matemáticas sobre cómo funcionan estas llamaradas no logran predecir la fuerza y la velocidad de lo que observamos.

En el corazón de estos estallidos hay un mecanismo que convierte la energía magnética en poderosas explosiones de luz y partículas. Esta transformación está catalizada por un proceso llamado reconexión magnética, en el que los campos magnéticos en colisión se rompen y se realinean instantáneamente, arrojando material al cosmos. Además de impulsar las erupciones solares, la reconexión puede estar detrás de las partículas rápidas y de alta energía expulsadas por las estrellas que explotan, el brillo de los chorros de agujeros negros dándose un festín y el viento constante que sopla el sol.

A pesar de la ubicuidad del fenómeno, los científicos se han esforzado por comprender cómo funciona de manera tan eficiente. Una teoría reciente propone que cuando se trata de resolver los misterios de la reconexión magnética, la física diminuta juega un papel importante. En concreto explica por qué algunos eventos de reconexión son tan asombrosamente rápidos y por qué los más fuertes parecen ocurrir a una velocidad característica. Comprender los detalles microfísicos de la reconexión podría ayudar a los investigadores a construir mejores modelos de estas erupciones energéticas y dar sentido a las rabietas cósmicas.

“Hasta ahora, esta es la mejor teoría que conozco”, afirma Hantao Ji, físico del plasma de la Universidad de Princeton que no ha participado en el estudio. “Es un gran logro”.

Buscando a tientas con fluidos

Casi toda la materia conocida en el universo existe en forma de plasma, una abrasadora sopa de gas donde las temperaturas infernales han reducido los átomos a partículas cargadas. A medida que se desplazan, esas partículas generan campos magnéticos, que luego guían los movimientos de las partículas. Esta interacción caótica teje un revoltijo de líneas de campo magnético que, como bandas elásticas, almacenan más y más energía a medida que se estiran y retuercen.

En la década de 1950, los científicos propusieron una explicación a cómo los plasmas expulsan su energía acumulada, un proceso que se denominó reconexión magnética. Cuando las líneas de campo magnético que apuntan en direcciones opuestas chocan, pueden romperse y conectarse de forma cruzada, lanzando partículas como una honda de doble cara.

Pero esta idea estaba más cerca de una pintura abstracta que de un modelo matemático completo. Los científicos querían comprender los detalles de cómo funciona el proceso: los eventos que influyen en la descarga, la razón por la que se libera tanta energía. Pero la interacción desordenada de gas caliente, partículas cargadas y campos magnéticos es difícil de dominar matemáticamente.

La primera teoría cuantitativa, descrita en 1957 por los astrofísicos Peter Sweet y Eugene Parker, trata los plasmas como fluidos magnetizados. Sugiere que las colisiones de partículas con carga opuesta dibujan líneas de campo magnético y desencadenan una cadena descontrolada de eventos de reconexión. Su teoría también predice que este proceso ocurre a un ritmo particular. Las tasas de reconexión observadas en plasmas relativamente débiles creados en el laboratorio coinciden con su predicción, al igual que las tasas de chorros más pequeños en las capas inferiores de la atmósfera solar.

Pero las erupciones solares liberan energía mucho más rápido de lo que puede explicar la teoría de Sweet y Parker. Según sus cálculos, esas llamaradas deberían ocurrir a lo largo de meses en lugar de en minutos.

Más recientemente, las observaciones de los satélites magnetosféricos de la NASA identificaron que esta reconexión más rápida ocurría incluso más cerca de casa, en el propio campo magnético de la Tierra. Estas observaciones, junto con los resultados de décadas de simulaciones por ordenador, confirman esta tasa de reconexión «rápida»: en plasmas más energéticos, la reconexión ocurre aproximadamente al 10% de la velocidad a la que se propagan los campos magnéticos, órdenes de magnitud más rápido de lo que predice la teoría de Sweet y Parker. .

La tasa de reconexión del 10 % se observa tan universalmente que muchos científicos la consideran “un número dado por Dios”, afirma Alisa Galishnikova, investigadora de Princeton. Pero invocar lo divino contribuye poco a explicar por qué la reconexión es tan rápida.

El número de Dios

En la década de 1990, los físicos dejaron de tratar los plasmas como fluidos, lo que había resultado ser demasiado simplista. De cerca una sopa magnetizada en realidad está compuesta de partículas individuales. Y cómo interactúan esas partículas entre sí marca una diferencia crucial.

“Cuando llegas a las microescalas, la descripción como fluido comienza a fallar”, explica Amitava Bhattacharjee, físico del plasma en Princeton. «La imagen [microfísica] tiene cosas que la imagen a base de fluidos nunca puede capturar».

Durante las últimas dos décadas, los físicos han sospechado que un fenómeno electromagnético conocido como efecto Hall podría tener el secreto de la reconexión rápida: los electrones con carga negativa y los iones con carga positiva tienen masas diferentes, por lo que viajan a lo largo de las líneas del campo magnético a diferentes velocidades. Ese diferencial de velocidad genera un voltaje entre las cargas separadas.

En 2001, Bhattacharjee y sus colegas demostraron que solo los modelos que incluían el efecto Hall producían tasas de reconexión apropiadamente rápidas. Pero precisamente cómo ese voltaje producía el mágico 10% seguía siendo un misterio. «No nos mostró el ‘cómo’ y el ‘por qué'», comenta Yi-Hsin Liu, físico del plasma en Dartmouth College.


Los electrones (rojo) y los iones (blanco) viajan a diferentes velocidades a lo largo de las líneas del campo magnético en los plasmas astrofísicos, generando un voltaje que hace que la reconexión magnética sea más eficiente. Fuente: NASA’s Scientific Visualization Studio

Ahora, en dos artículos teóricos publicados recientemente, Liu y sus colegas han intentado completar los detalles.

El primer artículo, publicado en Communications Physics, describe cómo el voltaje induce un campo magnético que extrae electrones del centro de las dos regiones magnéticas en colisión. Esa desviación produce un vacío que succiona nuevas líneas de campo y las pellizca en el centro, lo que permite que la honda magnética se forme más rápidamente.

“Esa imagen pasó desapercibida… [pero] nos estaba mirando a la cara”, afirma Jim Drake, físico del plasma de la Universidad de Maryland. “Este es el primer argumento convincente que he visto”.

En el segundo artículo, publicado en Physical Review Letters, Liu y su asistente de investigación de pregrado, Matthew Goodbred, describen cómo surge el mismo efecto de vacío en plasmas extremos que contienen diferentes ingredientes. Alrededor de los agujeros negros, por ejemplo, se cree que los plasmas consisten en electrones y positrones de igual masa, por lo que el efecto Hall ya no ocurre. Sin embargo, “mágicamente, la reconexión sigue funcionando de manera similar”, explica Liu. Los investigadores proponen que dentro de estos campos magnéticos más fuertes, la mayor parte de la energía se gasta acelerando partículas en lugar de calentarlas, creando nuevamente una disminución de la presión que produce la divina tasa del10%.

“Es un hito teórico importante”, afirma Lorenzo Sironi, astrofísico teórico de la Universidad de Columbia que trabaja en simulaciones por ordenador de chorros de plasma de alta energía. «Esto nos da confianza… de que lo que estamos viendo en nuestras simulaciones no es una locura».

Escogiendo partículas

Los científicos no pueden modelar cada partícula individual en simulaciones de plasma a gran escala. Hacerlo produciría miles de millones de terabytes de datos y tardaría cientos de años en completarse, incluso utilizando los superordenadores más avanzados. Pero los investigadores han descubierto recientemente cómo tratar un sistema tan difícil de manejar como un conjunto de partículas más pequeño y manejable.

Para investigar la importancia de considerar partículas individuales, Galishnikova y sus colegas compararon dos simulaciones de un agujero negro acreciente: una que trata el plasma como un fluido homogéneo y la otra que arroja aproximadamente mil millones de partículas a la mezcla. Sus resultados, publicados en marzo en Physical Review Letters, muestran que la incorporación de la microfísica conduce a cuadros claramente diferentes de las llamaradas, aceleraciones de partículas y variaciones en el brillo de un agujero negro.

Ahora, los científicos esperan que los avances teóricos como el de Liu conduzcan a modelos de reconexión magnética que reflejen con mayor precisión la naturaleza. Pero aunque su teoría apunta a resolver el problema de la tasa de reconexión, no explica por qué algunas líneas de campo chocan y desencadenan la reconexión pero no otras. Tampoco describe cómo la energía que fluye se divide en chorros, calor y rayos cósmicos, o cómo funciona todo esto en tres dimensiones y a escalas más grandes. Aún así, el trabajo de Liu muestra cómo, en las circunstancias adecuadas, la reconexión magnética puede ser lo suficientemente eficiente como para provocar estallidos efímeros pero violentos en el cielo.

«Tienes que responder a la pregunta ‘por qué’, esa es una parte crucial para avanzar con la ciencia», afirma Drake. “Tener la confianza de que entendemos el mecanismo nos da una capacidad mucho mejor para tratar de averiguar qué está pasando”.

 

El artículo original, The Tiny Physics Behind Immense Cosmic Eruptions, se publicó el 15 de mayo de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo La física diminuta tras las inmensas erupciones cósmicas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Eduardo Angulo

1976ko uztailaren 10ean gertatu zen, 12:37an, bazkalorduan. Txistu isil bat entzun zen, mehatxuzkoa, ezezaguna. Seveson, Milandik 25 kilometro inguru iparraldera dagoen Italiako Lombardiako herri batean, sute bat piztu zen bertako industria bateko eraikin batean. Garai hartan, Seveson 17.000 biztanle inguru bizi ziren; gaur egun, 20.000 baino zertxobait gehiago dira. Sute hark TCDD dioxina askatu zuen ingurura instalaziotik, eta jendea bizi zen lekuetara iritsi zen. Ondorio latzak eragin zituen.

Instalazio hura ICMESA edo Industria Chimiche Meda Società enpresarena zen, Givaudan konpainiaren subsidiarioa, zeina, aldi berean, Hoffmann-La Rocherena baitzen. Biztanleek ez zuten arriskutsutzat jotzen fabrika, baina, bertan, lurrinak eta kosmetikoak egiteko funtsezko olioez gain eta 2,4,5-T izeneko herbizida eta xaboi hexaklorofenoa egitetik ateratako azpiproduktu gisa, TCDD dioxina edo 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioxina ekoizten zen, zeina oso substantzia arriskutsua eta hilgarria baita. Hosto galarazle bat zen, Agente Laranjaren osaeraren barnekoa. Vietnamgo gerran erabili zen, oihaneko landaredia eliminatzeko eta Vietcong taldeak aurkitzeko.

1. irudia: arrisku biologikoko jantzia duen karabinieri batek kartelak jartzen substantzia kimiko toxikoen presentziaz ohartarazteko. (Argazkia: egile ezezaguna – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Wikimedia Commons)

Giza akats baten ondorioz hasi zen sutea, eta aerosol formako hodei bat askatu zuen. Hodei horrek TCDD zeukan (ehunka gramo eta kilogramo batzuen artean), sodio hidroxidoa, glikola eta sodio triklorofenatoa izateaz gain. TCDD erreaktorearen tximiniaren segurtasun balbulatik partikula ñimiñoez osatutako hodei grisaxka bat isuri zen, hondar mehe itxurakoa, eta fabrikako langileen gainean jausi zen, euria balitz bezala. Lanbro zuri eta lodi bat zen, eta medikamentu eta kloro usaina zuen.

Hodeia hegoalderantz mugitu zen, Milanerako norabidean, eta instalazioaren inguruko 18 bat kilometro karraturi eragin zion. Denbora gutxian bost kilometro baino gehiago egin zituen, eta harea zuria teilatu eta soroetara erori zen.

Kaltetutako zona hiru eremutan bereizi zen. A eremua: bi kilometro luze inguru eta 500 metro zabal zen, 50 mikrogramo baino gehiagoko TCDD kontzentrazioa zuen lurzoruko metro karratu bakoitzeko. 736 herritar bizi ziren han, zeinak uztailaren 24an, larunbatean, ebakuatuak izan ziren. Handik denbora gutxira, uztailaren 29an, ebakuatu beharreko eremua zabaldu egin zen, eta 600 biztanle gehiago eraman zituzten leku seguruetara.

2. irudia: Sevesoko istripuan kaltetutako eremuaren mapa. (Argazkia: O–o – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Wikimedia Commons)

B eremua: lurreko metro koadro bakoitzeko 5 eta 50 mikrogramo artean zituen, eta 4.700 pertsona bizi ziren han. R eremua: metro koadroko 5 TCDD mikrogramo baino gutxiago zituen, eta 31.800 herritar bizi ziren han. Herritar horiei guztiei honakoa gomendatu zieten: ez ukitzea edo jatea hango laboreetako begetalak, ez eta inguru hartan hazitako etxeko hegaztiak ere.

Lau egunera, uztailaren 14an, medikuek hauteman zuten azaleko erupzioek gora egin zutela helduengan eta haurrengan. Argi zegoen fabrikako hodeiagatik gertatu zela, baina ez zuten ezagutzen kutsaduraren izaera, eta, beraz, ez zekiten zein zen tratamendu egokia. Fabrikak laginak bidali zituen Suitzara, zentralera, baina oraindik ez zuten erantzunik. Gainera, honakoak aurkitu zituzten: hildako oiloak eta txoriak, gaixo zeuden katuak eta txakurrak, erreta zeuden tomateak baratzeetan eta sudurretik eta begietatik odola zerien untxiak. Egun batzuk geroago, animalien ia % 90 hil zela finkatu zen. Ondorengo egunetan, A eta B eremuetako 50.000 animalia inguru hil zituzten. Erleak eta haien panelak ere suntsitu zituzten, kutsatutako eremuaren bost kilometroko inguruan.

Dena den, jazotakoa ez zen prentsara edo irratira iritsi. Berriak pixkanaka zabaldu ziren. Txoriei edo animaliei gertatutakoa noizean behin aipatzen zen komunikabideetan, apurka-apurka. Pertsonei zegokienez, gaixotasunak arinak ziren: azaleko erupzioak edo digestio ondoeza izaten zituzten. Medikuak, kezkatuta baino, haserre zeuden, ez zeukatelako informazio sinesgarririk. Gertatutakoa biztanleen artean hedatzen hasi zen, baina zurrumurruak nagusitu ziren. Ostiral arratsaldean, bi urteko neskato bat heldu zen ospitalera, gorputz osoan zauri handiak zituelarik. Larunbatean, hemezortzi haur zeuden ospitaleratuta, guztiak zauriekin. Haiez gain, heldu batzuk ere bazeuden, aknearekin, goragalearekin edo botaka zebiltzanak.

Uztailaren 20an, hots, sutea piztu eta hamar egunera, Cesano Maderno udalerrian hildako oiloak, ahateak eta untxiak agertzen hasi ziren, Sevesotik 3 kilometrora hegoalderantz. Orduan hasi ziren Milango kazetariak Sevesoko hodei pozoitsuaren inguruan hitz egiten. Garrantzi handiko berria zirudien.

3. irudia: Ukrainako presidentea, Viktor Yushchenko, TCDD dioxinarekin pozoitu zuten 2004an. Ondorioz, kloraknea garatu zuen, eta horren arrastoak aurpegian antzeman dakizkioke. (Argazkia: Muumi – CC BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Sevesoko biztanleek dioxinaren eraginpean egoteagatik pairatutako lehen ondorioa kloraknea izan zen, eta hori izan zen istripuarekin lotura zuela guztiz argi zuten ondorio bakarra. Istripuaren ondorengo hogei urteetan, hilkortasun eta morbilitate datuek honako hauek pairatzeko arrisku larriagoa zegoela erakutsi zuten: neoplasia linfoemopoietikoa, digestio sistemako minbizia (ondestearena, gizonen artean; behazun bideak, emakumeen artean) eta arnas sistemako minbizia (birikakoa, gizonen artean). Intzidentzia analisiei zegokienez, tiroideko eta pleurako minbiziak ere gora egin zuen. Milango Unibertsitateko Angela Cecilia Pesatoriren taldeak honako hauek ere aurkitu zituen: efektu kardiobaskularrak (segur aski dioxinaren esposizio kimikoari eta hondamendiak ekarritako esperientzia estresagarriari lotuak), efektu endokrinoak (diabetesa, emakumeen artean) eta ugalketari dagozkionak. Gizonezkoak TCDDren eraginpean egotearen ondorio zuzen bat atera zuten: ondorengo gehienak sexu femeninokoak izan ziren, maskulinokoak gutxiago izan ziren.

Azterketa epidemiologikoetan, 2009ra arte, minbiziaren intzidentzia tasan igoerak hauteman ziren, nahiz eta ez ziren oso igoera altuak izan, odolean eta bularrean, Angela Cecilia Pesatorik 2009an argitaratutako berrikuspenaren arabera, istripua gertatu eta hogei urtera. 1977 eta 1996 bitarteko diagnostikoak izan zituzten ardatz A eta B eremuetarako.

Sevesoko istripuaren ondorioei buruzko datu asko biltzen dituen berrikuspen osatu bat argitaratu zuten Brenda Eskenazik eta Berkeleyko Kaliforniako Unibertsitateko haren lankideek. Testuaren azken atalak ‘Ikasitako lezioak‘ du izena, eta jarraian laburtuko dizuet.

Ingurumen hondamendi bat, Sevesokoa kasurako, tokiko biztanleentzat suntsitzailea dela berretsi dute, eta epe luzean ekologiari, ekonomiari eta osasunari eragiten dioten ondorioak ekar ditzakeela, fisikoak zein psikologikoak. Zoritxarrez, zenbait ingurumen hondamendi gertatu dira (gizakiak eragindakoak zein naturalak) Sevesokoaren ostean, eta etorkizunean ere gertatuko dira, zalantzarik gabe. Sevesok epidemiologoek eta osasun alorreko profesionalek osasunean dituzten ondorioak dokumentatzeko hondamendi baten ondoren har ditzaketen urratsen adibide garrantzitsu bat ematen du. Seveson ikerketa epidemiologikoa egiteko aukera izan bazen, biztanlerian osasuna epe luzera zaintzeko programa azkar bat ezarri zelako soilik izan zen. Programa horrek, modu kritikoan, kaltetutako pertsona askoren lagin biologikoak biltzea eta biltegiratzea barne hartu zuen, lagin horietan esposizioa aztertzeko metodoak oraindik garatu ez ziren arren. Beste urrats garrantzitsu batzuk esposizioarekiko erantzun akutuak izan zituzten pertsonen eta, kasu honetan, kloraknea izan zuten haurren jarraipen arduratsua egitea eta osasun erregistroak garatzea edo handitzea izan ziren, minbiziaren eta jaiotzako akatsen datuekin, hasierako esposizioaren lehen urteetan zein gerora ager litezkeen ondorioei buruzko informazioa biltzeko.

Seveson gertatutakoaz geroztik, Europar Batasunak segurtasun industrialeko arau berriak eta zorrotzagoak ezarri zituen 1996an, eta Seveso II Zuzentaraua (96/82/EE) izenez ezagutzen dira.

Sevesoko istripuaren gaiari gehitu beharreko azken datu bat: Paolo Paoletti, ICMESA instalazioko produkzio zuzendaria hil egin zuen Prima Linea ezkerreko organizazio terroristak, 1980ko otsailaren 2an, Medan.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Eskenazi, Brenda; Warner, Marcella; Brambilla, Paolo; Signorini, Stefano; Ames, Jennifer; Mocarelli, Paolo (2018). The Seveso accident: A look at 40 years of health research and beyond. Environment International, 121, 71-84. DOI: 10.1016/j.envint.2018.08.051
• Pesatori, Angela Cecilia; Consonni, Dario; Bachetti, Silvia; Zocchetti, Carlo; Bonzini, Matteo; Baccarelli, Andrea; Bertazzi, Pier Alberto (2003). Short- and long-term morbidity and mortality in the population exposed to dioxin after the “Seveso accident”. Industrial Health, 41, 127-138. DOI: 10.2486/indhealth.41.127
• Pesatori, Angela Cecilia; Consonni, Dario; Rubagotti, Maurizia; Grillo, Paolo; Bertazzi, Pier Alberto (2009). Cancer incidence in the population exposed to dioxin after the “Seveso accident”: twenty years of follow-up. Environmental Health, 8, 39. DOI: 10.1186/1476-069X-8-39

Iturria:

• Desastre de Seveso, Wikipedia

Egileaz:

Eduardo Angulo Biologian doktorea da, UPV/EHUko Zelula Biologiako irakasle erretiratua eta zientzia-dibulgatzailea. La biología estupenda blogaren egilea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko martxoaren 9an: No olvidar Seveso

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Desde nuestra perspectiva humana, en muchas ocasiones parecemos tener la impresión de que nuestro Sistema Solar ha sido siempre tal y como lo observamos ahora. Incluso en ocasiones nos pasa con nuestro propio planeta, del que si no fuese por el rápido ritmo de cambio al que le somete el ser humano a veces tendríamos una falsa sensación de inmovilidad que poco se corresponde con la realidad. En las últimas décadas nos hemos dado cuenta de que el dinamismo planetario existente en nuestro Sistema Solar a todos los niveles -atmósferas, procesos externos, internos…- y del que hemos hablado en otras ocasiones en esta misma sección, es muy importante, especialmente en aquellos cuerpos que todavía conservan calor interno y pueden transformar su superficie. En concreto hay lugares cuya gran dinámica nos suscita muchas preguntas: los anillos planetarios. Y es que todavía desconocemos muchos detalles sobre ellos, como cuando se formaron -si lo hicieron al mismo tiempo que el planeta o son un ornamento posterior- o si estos son «para siempre».

Los majestuosos anillos de Saturno, vistos desde la sonda Cassini. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

La misión Cassini nos permitió conocer mucho más de cerca los anillos de Saturno, especialmente en los últimos momentos de su misión, ya que tuvo la oportunidad de pasar entre el planeta y los anillos, tomando imágenes y datos que fueron fundamentales para realizar nuevos modelos que nos han permitido conocer un poco mejor su composición y funcionamiento. Datos que especialmente en los últimos cinco años nos han traído distintos puntos de vista sobre la edad de los anillos.

Hoy día la teoría más reciente sobre la formación de los anillos nos dice que probablemente un satélite de Saturno, y formado principalmente por hielo, se acercó demasiado al planeta, de tal manera que la gravedad de Saturno acabó por desintegrarlo y sus fragmentos acabaron formando los anillos que hoy conocemos, ocurriendo este hecho hace aproximadamente 160 millones de años (Wisdom et al. (2022)).

Unos años antes, en 2019, se publicó un artículo (Iess et al. (2019)) que estimaba la edad de los anillos entre los 10 y los 100 millones de años, algo que ponía de manifiesto que los anillos podrían haber sido unos recién llegados en términos geológicos, aunque más jóvenes que en el estudio mencionado anteriormente, y que estábamos teniendo mucha suerte de poder observarlos durante nuestra vida, teniendo en cuenta que el Sistema Solar tiene unos 4500 millones de años y que por lo tanto los anillos podrían haberse formado mucho antes.

Un detalle de los anillos de Saturno. Obsérvese su color claro destacando en la imagen y debido a las partículas de hielo, ya que son muy eficientes reflejando la luz. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Pero, ¿son estos rangos de edad los correctos? Un nuevo estudio publicado en mayo de este mismo año pone un límite superior a la edad de los anillos de Saturno: 400 millones de años. ¿Cómo han llegado a esta conclusión tan tajante los investigadores?

Hay partículas de roca que se mueven por nuestro Sistema Solar continuamente, pudiendo acumularse en las superficies planetarias o en este caso que nos ocupa, sobre el hielo de los anillos de Saturno, y si me permiten la analogía, es algo parecido a lo que ocurre en nuestras casas cuando no la limpiamos y vemos como se cubre todo de polvo.

Desde 2004 a 2017, el Cosmic Dust Analyzer de la sonda Cassini se dedicó a estudiar los pequeños granos de polvo que atravesaban el sistema de Saturno, detectando 163 granos de polvo que no estaban en órbita al planeta, sino que se habían cruzado con el planeta. Este instrumento es un espectrómetro que permitía calcular el tamaño, velocidad y composición de las partículas que impactaban en la sonda.

Los anillos de Saturno están compuestos principalmente por hielo de agua, pero entre el 0.1% y el 2% es material rocoso y probablemente una gran parte de estos granos provengan de fuera del propio sistema de Saturno. Conforme pasa el tiempo no solo irá cambiando esta proporción entre el hielo y las partículas de roca, sino que también los anillos se irán oscureciendo por la acumulación de polvo.

Los anillos de Saturno son un lugar muy complejo en el que hay múltiples interacciones, como las que algunos satélites como Dafnis, en la imagen, ejercen sobre las partículas del anillo, moldeándolo y creando esas ondulaciones por efecto de su gravedad. . Cortesía de NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Con estos datos se ha podido calcular la velocidad a la cual los anillos de Saturno van ganando este polvo -las partículas rocosas- y con ello averiguar la horquilla de edades de formación más probables, aproximadamente entre los 100 y los 400 millones de años.

Eso si, los anillos no serán para siempre, ya que lentamente las partículas que los forman van cayendo sobre el planeta, de tal manera que, en aproximadamente 100 millones de años, podrían desaparecer por completo si no hay ningún mecanismo que vaya regenerando estos.

A pesar de que estos artículos recientes vayan en la línea de un sistema de anillos jóvenes, otros autores han sugerido que quizás si hay procesos que rejuvenecen el aspecto de los anillos, como una eliminación preferente de las partículas rocosas y de los compuestos orgánicos y que por lo tanto, los anillos serían mucho más antiguos y su juventud un mero espejismo.

Sin duda, la edad de los anillos de Saturno seguirá siendo un tema candente gracias a la reinterpretación de los datos tomados por la misión Cassini, pero, sea cual sea su edad, somos unos verdaderos afortunados por haber podido disfrutar en el momento adecuado del sistema de anillos más majestuoso de nuestro Sistema Solar.

Bibliografía:

Iess, L. et al. (2019) ‘Measurement and implications of Saturn’s Gravity Field and ring mass’, Science, 364(6445). doi: 10.1126/science.aat2965.

Kempf, S. et al. (2023) ‘Micrometeoroid infall onto Saturn’s rings constrains their age to no more than a few hundred million years’, Science Advances, 9(19). doi: 10.1126/sciadv.adf8537.

Wisdom, J. et al. (2022) ‘Loss of a satellite could explain Saturn’s obliquity and young rings’, Science, 377(6612), pp. 1285–1289. doi:10.1126/science.abn1234.

Para saber más:

¿Y si los dinosaurios se hubieran extinguido antes de que se formaran los anillos de Saturno?
Saturno en un vaso de aceite

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

El artículo La edad de los anillos de Saturno se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Arabako Zornoztegi eta Aistra aztarnategietan aurkitutako hazien 50 lagini egin zaizkien karbono eta nitrogeno isotopo egonkorren analisiei esker Erdi Aroko nekazaritza-praktikak ezagutu izan dira. Haziak IV. mendetik XIV.ra bitartekotzat jo dira eta azterketako emaitzei esker ikertzaileek ezagutu dituzte baliatzen zituzten ureztatze eta ongarritze mailak.

Erdi Aroko nekazaritzari buruz daukagun informazio gehiena idatzizko iturrietakoa da eta, horrez gain, aro horretako azken mendeei buruzko da soilik. Gainera, informazioa ez da zehatza. Isotopoen analisiaren bidez, ordea, Erdi Aro osoari buruzko datuak lortu ahal izan dituzte ikertzaileek, baita zuzeneko idatzizko frogarik ez zegoen testuinguruei buruzkoak ere.

Irudia: UPV/EHUren parte-hartzea izan duen ikerketa baten, inoiz erabili gabeko karbono eta nitrogeno isotopo egonkorren metodologia baliatu dute, Arabako Erdi Aroko aztarnategi bitan sasoiko nekazaritza aztertzeko. (Argazkia: andreas160578 – Pixabay lizentziapean. Iturria: Pixabay.com)

Karbono eta nitrogeno isotopo egonkorren analisiak aukera ematen du kuantitatiboki ezaugarritzeko iraganeko nekazaritza teknikak; bereziki, ureztatzearen eta ongarritzearen erabilgarritasunari dagokionez. Bestalde, lehen aldiz aplikatu da metodologia hau sistematikoki Iberiar penintsulako Erdi Aroko aztarnategietan, esaterako, Araban dauden Zornoztegi eta Aistran. Ikerketan, Euskal Herriko Unibertsitateako Maite Iris García Colladok hartu du parte eta emaitzak ikusita ondorioztatu daiteke “Zornoztegiko eta Aistrako Erdi Aroko kokalekuetan garia eta garagarra landu zituztela ureztatze maila txiki eta ertainekin eta ia ongarririk gabe. Dena den, gariaren laginek adierazten dute Zornoztegin Aistran baino ohikoagoa izan zela ur erabilgarritasun handiagoa zituzten lursailak aukeratzea, baita gizakien parte-hartzea ere hobetzeko”.

Ureztatzeari buruzko datuez gain, ikerketak bestelako zenbait zantzu aurkeztu ditu, eta, horien arabera, badirudi Goi Erdi Arotik laboreen txandakatzea aplikatu zutela, eta leguminosoak erabiltzen zituztela lurra ongarritzeko. Emaitza horiek pizgarria dira gai horretan lanean jarraitzeko, orain arte ezagutzen ez ziren datuak jakinarazi dituztelako Erdi Aroko komunitate nekazariek laborantzan baliatzen zituzten estrategiei buruz. Hala, datu multzo handiagoak aztertu beharko dira, eta zabaldu egin beharko dira bai geografikoki, bai kronologikoki ikerketa kasuak.

Maite Iris Garciak azaltzen du Arabako bi aztarnategien arteko alde nabarmenak ere aurkitu dituztela, bakoitzaren funtzio ekonomikoak, sozialak eta politikoak ulertzen laguntzen dutenak. Esaterako, Zornoztegi nekazarien herrixka bat zen, eta bertako familia taldeen artean ez da alderik aurkitu. Aistra, ordea, eskualdeko leku nagusietako bat zen, eta zenbait datuk adierazten dute tokiko eliteak han bizi zitezkeela eta ziurrenik zergak biltzeko zentroa zatekeela. Hasieran ikertzaileek uste zuten Aistrako hazien jatorria errentak zirenez, anitzagoak izango zirela. Aitzitik, aldakortasuna antzekoa izan zen bi testuinguruetan. “Zornoztegikoetan, gainera, balizko lan inbertsio handiagoa behatu genuen. Hala ere, gure ikerketa mugatua da, ez dagoelako datu isotopikorik erromatarren garaiko nekazaritzako jardunbideei buruz. Horiek beharrezkoak izango lirateke Erdi Aroko aldaketak eta berrikuntzak behar bezala ebaluatu ahal izateko”, azaldu du ikertzaileak.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Erdi Aroko nekazaritzaren ureztatze eta ongarritze mailak zehaztu dituzte.

Erreferentzia bibliografikoa: García-Collado, Maite I.; Quirós Castillo, Juan Antonio;  Tereso, João Pedro; Carmine Lubritto, Luís Seabra; Altieri, Simona eta Ricci, Paola (2022). First Direct Evidence of Agrarian Practices in the Alava Plateau (Northern Iberia) During the Middle Ages Through Carbon and Nitrogen Stable Isotope Analyses of Charred Seeds. Environmental Archaeology, 0 (0), 1-11. DOI: 10.1080/14614103.2022.2091725

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Las expresiones culturales en Latinoamérica son tan diversas como Latinoamérica en sí misma. Esto se debe en gran medida al génesis de nuestra historia (el origen del son* y el vacilón). La llegada de los europeos, el comercio triangular esclavista y la presencia de nuestros ancestros americanos generan una confluencia de culturas que hacen de este territorio un lugar único, donde tres visiones del mundo se conectan generando formas de arte únicas, exquisitas, pero sobre todo diversas. Un gran ejemplo de esta pluralidad es uno de los géneros musicales más apasionantes que existen: la salsa.

¿Qué es la salsa?, es una pregunta difícil de abordar y que puede generar mucha controversia. Pero inicialmente se podría decir que es un elemento de identidad cultural transversal en la vida de muchos latinos de distintas generaciones. Una forma de interactuar con el mundo, la música perfecta para la guachafita*, para la juma1, para la pachanga2, la música ideal pa’l bailador3. En palabras de Izzy Sanabria (maestro de ceremonias de la Fania All Stars)4:

La salsa es sabor y condimento. La salsa es el alma latina. La salsa es ritmo. Comenzó en África con la conga (piel sobre madera) “El bongo”. De África pal Caribe, Puerto Rico, Santo Domingo, Cuba, México y toda Sudamérica. Aquí se mezcló con el Indígena: “El timbal”, “El güiro”, “Las maracas” y la base de la salsa: “la clave”. De Europa: las 88 teclas “El piano”. Sus hijos viajaron a los Estados unidos y con la influencia del Jazz, “los instrumentos de viento”. ¡Esto es la salsa!

Ahora bien, dentro del Olimpo de la salsa podemos encontrar desde Puerto Rico, gigantes como Ismael Rivera “El sonero Mayor”, Héctor Lavoe “El rey de la puntualidad”, Cheo Feliciano, Richie Ray Y Bobby Cruz, El gran combo de Puerto Rico. Desde Cuba, Celia Cruz, Miguel Quintana, La Sonora Matancera, Buena Vista Social Club. Desde Colombia, Joe Arroyo, Fruko y sus Tesos, el grupo Niche, desde Panamá, el gran Rubén Blades, desde Venezuela Oscar de León y en New York, (el lugar donde la salsa nace como género musical) Willie Colon, Ray Barreto, Eddie Palmieri, Jonny Pacheco y el sello discográfico más importante: “La Fania”. De nuevo demostrando que, en términos de complejidad y diversidad, la salsa no tiene nada que envidiarles a otros géneros musicales (incluso me atrevería a decir que rivaliza en complejidad con muchos conceptos científicos abstractos).

Fuente

 

Por otro lado, existen muchos tópicos en lo que a las letras respecta y en palabras de Ismael Miranda5 :

“Para componer un son, se necesita un motivo y un tema constructivo y también inspiración”

Los temas son igualmente diversos, pero sobre todo apasionados: el amor6, el desamor7, la murga*8, nuestras raíces indígenas9, la vida bucólica10, la santería11, el sandungueo12, el tumbao13, el zaperoco14, la soledad15, la resiliencia16, reivindicaciones históricas17, denuncias sociales18, amores de telenovela19, etc. Pero, dentro de toda esta diversidad y saoco*, ¿existen referencias científicas en la salsa?

Indudablemente, la salsa con su variedad y complejidad tiene un espacio para la ciencia. El primer ejemplo lo podemos encontrar en una canción del Maestro Rubén Blades, nacido en Panamá, uno de los máximos exponentes del género, conocido por grandes clásicos de la salsa como: “Pedro Navaja”, “Plástico”, “Decisiones”, “Amor y control” y “Maestra vida”. En su álbum siembra, el más vendido en la historia, existe una canción llamada “Buscando Guayaba”20, en la cual se usa la guayaba (fruta redonda, amarilla por fuera y rosa por dentro) como una metáfora: la búsqueda de una mujer joven y atractiva. Ahora bien, “quien logre conquistarla, sabrá que, a falta de guitarra, lo mejor sería brindarle un solo de boca” (besos)21. El coro de esta canción menciona una sustancia química, el mentol22.

Así pues, ¿hay mentol en la guayaba? El mentol es un monoterpeno identificado por primera vez en la menta con propiedades sensitivas de frescor causadas por la depolarizacion en el canal iónico TRPM8, encargado entre otras cosas de la termorregulación23. Varios estudios químicos muestran que esta fruta contiene una gran variedad de terpenos (alrededor de 150), pero entre ellos no se encuentra el mentol24,25. Por otro lado, hay versiones de la canción que sugieren que la palabra en el coro no es mentol sino “mendo”26,27. Palabra cubana que hace referencia a la capacidad para hacer las cosas de la mejor manera21. En cualquier caso, se puede concluir que las guayabas son difíciles de encontrar, pero siempre habrá que seguir buscándolas. 

El segundo ejemplo, lo podemos encontrar en otro de los grandes del género. Siendo esta una canción esencial de su repertorio: “Temperatura” por los Hermanos Lebrón28. Con un coro inolvidable, este tema describe la incapacidad de un hombre para declarar su amor. La forma que su enamorada lo hace sentir y al mismo tiempo la frustración por no tener la valentía suficiente para confesarlo. Y como esto hace que la temperatura suba más y más.

Fuentes: Britannica.com y El Universo

Desde la química del estado gaseoso, la temperatura se puede relacionar con el movimiento de las partículas. A mayor movimiento de las partículas mayor probabilidad de choques y si aumentan los choques, entonces la temperatura también aumentara. ¿Cómo se relaciona esto con la salsa? La respuesta podría estar en el baile. La relación entre la salsa y el baile es innegable (razón por la cual muchos la evitan). Así pues, es posible que los Lebrón hagan referencia de una u otra manera a esta relación: El baile representa movimiento, a su vez el movimiento causará choques y a medida que la fiesta avance, la temperatura seguirá subiendo más y más. 

Otro caso muy curioso se encuentra en el álbum “No Te voy a Querer” publicado en 1987 por la Orquesta Caribe en Puerto Rico liderada por el trompetista Hector Rivera29.

La segunda canción del lado B se titula “La ciencia”. Esta canción, es una fuerte reclamación a la ciencia en general, pregunta la razón por la cual siendo la ciencia digna de tanto asombro y generadora de tantas maravillas aun no logra resolver uno de los misterios más grandes en la historia del ser humano: el amor. 

“La ciencia inventa tantas cosas que son milagros de gran admiración, yo digo la ciencia no ha podido con todo su adelanto inventar el amor”

Después de una busqueda rigurosa en bases de datos (donde se encuentran las mejores revistas científicas), después de consultar con varios colegas y profesores de diferentes ramas científicas, se puede concluir que es una pregunta que sigue en pie.  Por lo visto el amor nunca será comprendido en totalidad, o como lo sugiere la canción, nunca terminará de inventarse.

Un cuarto ejemplo, en el cual se hace mención al amor de una manera interesante fue escrito por el sonero* puertorriqueño Primi Cruz. En su álbum homónimo de 1993, en el cual se encuentra la canción “La misma Química”30,31.

La palabra “química” es ampliamente usada para definir la compatibilidad entre dos personas. Si hay química entonces habrá afinidad y por lo tanto es muy probable que la relación llegue a buen puerto. Ahora bien, lo interesante (o gracioso) es que una reacción química no implica necesariamente algo bueno. Por ejemplo, los explosivos y los venenos son reacciones químicas que no están relacionadas en forma alguna con algo saludable o benéfico. Pero por alguna razón en la cultura popular esta palabra hace referencia a la afinidad que se puede llegar a tener o no con una persona y es precisamente lo que menciona esta canción:

“Tienes la misma química que yo…tenemos la misma química tu y yo”

Así pues, ¿qué significa la afinidad en la química? ¿Como podemos saber que puede haber o no una reacción? La respuesta esta en una de las ramas mas odiadas de la química la “termodinámica”; más específicamente la energía libre de Gibbs. La afinidad en este contexto esta asociada a una reacción química. Entonces, si hay afinidad la reacción procede, sino la hay no procederá. Con esto en mente, la energía libre es una noción que permite saber si una reacción procede (si es espontanea). Esta ecuación relaciona a su vez otros dos conceptos interesantes: “La entalpia” (energía que se produce o se libera) y “la entropía” asociada la temperatura (energía no aprovechable)32. Es decir, la relación entre estas tres variables nos permite saber si hay o no afinidad: ΔG = ΔH+TΔS

Cuando se miran estas tres variables al mismo tiempo se puede tener una predicción sobre la reacción. Si ΔG es positivo o igual a cero no hay afinidad y si es negativo hay afinidad (o reacción). Por lo tanto, en lo que a la canción respecta, para que haya “química” entre dos personas es necesario que la energía libre de Gibbs de estas sea negativa de tal manera que el proceso sea espontaneo.

La última canción no hace alusión a una rama científica, teoría, ley o concepto como las anteriores. Hace referencia a una ecuación. De hecho, una de las ecuaciones más famosas de la historia, la cual hace parte de la teoría de relatividad general y demuestra que la masa es una propiedad inherente a la energía, es decir, un indicador de la cantidad energía en un punto del espacio33 . En otras palabras, demuestra la equivalencia entre materia y energía: E=mc2. Lo que Albert Einstein no esperaba, es que su ecuación fuera usada por otro de los grandes de la salsa: Willie Colon. Con éxitos revolucionarios como “Idilio”, “El gran varón” o “Tiempo pa matar”. Willie Colon publica en 1975 el que sería su último trabajo con Héctor Lavoe y la primera colaboración con Rubén Blades, inspirado en una película western34: “The Good, the Bad and the Ugly” contiene en el lado A35, la canción titulada “MC2”. Un tema instrumental donde se puede apreciar la magistral improvisación de Yomo Toro en el cuatro con el acompañamiento en la guitarra eléctrica de Elliot Randall y un solo de Bongo por Jose Mangual Jr. A pesar que la canción no tiene letra, es interesante oír la mezcla entre un instrumento típico del rock y uno típico de la música latina y de la misma forma en la que esta ecuación muestra una equivalencia entre masa y energía, en la canción, se puede encontrar una “equivalencia musical” entre dos instrumentos diferentes, pero de alguna u otra manera equiparables.

Como todo tiene su final y para concluir. La ciencia y la salsa (en apariencia) están muy lejos una de otra, dado que la salsa no es considerada académica o intelectual (a pesar que fue creada por muchos músicos de academia e intelectuales), es algo que no viene en los libros, que no se enseña en la academia. Es un género conocido principalmente por su alegría, por las ganas de vivir que infunde en todo aquel que la oye, porque le imprime sabor a cualquier ocasión, es un lenguaje que genera un sin numero de emociones. No obstante, dentro de su gran variedad es posible encontrar pequeños visos a las ciencias, recordándonos que siempre que siga la clave* y siempre que se toque un buen son*, la salsa tendrá muchos temas para cantar y bailar. Es decir, siempre habrá un sonido bestial.

Para E.M, te conocí bailando salsa

Glosario21:

• Aguzar: Mantenerse en la jugada para que la vida no tome a la persona por sorpresa. Un llamado a ponerse mosca y salirle adelante a cualquier peligro o adversidad. ¡Escucha la voz cuando dice que te están velando!
• Clave: Figura rítmica cubana identificada por cinco golpes marcados en sentido 2:3 o 3:2.
• Guachafita: Situación en la que se forma tremenda algarabía cuando la gente canta, baila o chotorrea sin importar que el volumen incomode a los vecinos. Generalmente es propio de alguna celebración insospechada en la que todos son bienvenidos, aunque no haya cama pa’ tanta gente.
• Juma: Borrachera producto del exceso de licor y una buena rumba.
• Murga:Expresión artística que combina la música y el teatro. Se realiza en tiempos de carnaval con el fin de poner a reír y bailar al pueblo.
• Pachanga: Ritmo surgido en Cuba y popularizado en Nueva York a finales de los años cincuenta, con un sonido similar al de la charanga y el Cha-cha-cha. Combina elementos del son montuno y el merengue con letras en las que predomina un contenido picaresco.
• Rumba: Baile popular afrocubano que se ejecuta acompañado de instrumentos de percusión. Sinónimo de fiesta.
• Sandunguero: Persona que vive la rumba y tiene una soltura a la hora de echar pide. Aquel que con sus movimientos sensuales y ritmo seductor atrapa las miradas en la pista de baile
• Santería:  Religión de la diáspora africana que se desarrolló en Cuba a finales del siglo xix.
• Saoco: Persona con chispa y estilo. Viste a la moda, le gusta la rumba buena y sabe gozarse el momento a donde quiera que vaya.
• Son: Ritmo asociado al baile profano, sensual y festivo que surgió en Cuba a finales del siglo XIX. Se interpreta con tres cubano, maraca, bongo, clave y marimbula. Sus versos coloquiales y anecdóticos son entonados por toda la agrupación.
• Sonero: Cantante con estilo propio, destrezas en la improvisación de coros e ingenio en el momento de improvisar. No todos los intérpretes dominan la clave y tienen la facultad de acelerar y desacelerar los fraseos. Su cantar contempla escenas propias del momento, conjuga las letras de distintas canciones y atiza el clamor del público con sus rimas.
• Tumbao: Ritmo propio de la mixtura de sonoridades afrocubanas y latinas que se interpreta a base de conga y bajo en la rumba y son. También se refiere a la candencia y sensualidad al momento de caminar o bailar.
• Vacilón: Rumba en la que se baila frenéticamente hasta gastar las suelas de los zapatos y olvidar los desengaños de la vida.
• Zaperoco: Alboroto que se arma cuando la rumba esta por la maceta.

Referencias:

1. Henry Fiol – La Juma de Ayer – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=i4PA7rvpvhk&ab_channel=Severo2007.

2. La Pachanga Se Baila Asi – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Cyarz2Sil_Y&ab_channel=CharliePalmieri-Topic.

3. Joe Arroyo – Pal Bailador (Official Music Video) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=IsmUixSq_hE&ab_channel=JoeArroyo.

4. WHAT is SALSA? – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=DhV5Hf0oHnc&ab_channel=IzzySanabria.

5. Ismael Miranda – Asi Se Compone Un Son – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=hkerFGjASWE&ab_channel=FaniaRecords.

6. Ismael Rivera – Soy Feliz (Official Visualizer) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=uO50AU6Np6o&ab_channel=IsmaelRivera.

7. Hector Lavoe – Periodico De Ayer – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=qYkpURie5cU&ab_channel=FaniaRecords.

8. Willie Colon & Hector Lavoe – La Murga (Lyrics/Letras) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=OIHcQ_-S3m0&ab_channel=FaniaRecords.

9. Gan Gan y Gon Gon – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=jAli0gCaXW4&ab_channel=Ricardo%22Richie%22Ray-Topic.

10. Willie Colón — “Guajira Ven” (Official Visualizer) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=ebmc4qNJlE0&ab_channel=FaniaRecords.

11. El Hijo de Obatalá – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=gjDFU7y2nP0&ab_channel=RayBarretto-Topic.

12. Los Van Van – Sandunguera (Lyric Video) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=806zEzy0X6c&ab_channel=LosVanVan.

13. Bajo Con Tumbao’ – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Xqfi2oS_ao4&ab_channel=EddiePalmieri-Topic.

14. El Rincón – Conjunto Sensación – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=QngapmdsRUc&ab_channel=SalsaSoloParaColeccionistas-VinylLandStore.

15. Willie Colon ft Hector Lavoe – Ausencia – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=jNOyGRbdHGs&ab_channel=FaniaRecords.

16. Ray Barretto – Indestructible – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=ZCLeS1ICPuo&ab_channel=FaniaRecords.

17. Joe Arroyo – Rebelion (Audio) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=KNcaw0Ye69g&ab_channel=JoeArroyo.

18. Ruben Blades & Willie Colon – Plantacion Adentro (Letras/Lyrics) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=zx6qSntme3o&ab_channel=FaniaRecords.

19. Maria Teresa y Danilo ORIGINAL VIDEO – Hansel y Raul – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=d6HgXyQuNGo&ab_channel=HanselyRaul.

20. Willie Colon & Ruben Blades – Buscando Guayaba (Letras/Lyrics) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=b3_onR65taQ.

21. Pantoja Junior. Diccionario Salsero. (Salsa sin Miseria y Editorial Quimbombo, 2021).

22. Letra de la canción Buscando guayaba – Rubén Blades. https://www.cancioneros.com/letras/cancion/102809/buscando-guayaba-ruben-blades.

23. Xu, L. et al. Molecular mechanisms underlying menthol binding and activation of TRPM8 ion channel. doi:10.1038/s41467-020-17582-x.

24. Silva Maiolini, T. C. et al. Essential Oils from Different Myrtaceae Species from Brazilian Atlantic Forest Biome – Chemical Dereplication and Evaluation of Antitrypanosomal Activity. Chem Biodivers 19, e202200198 (2022).

25. Weli, A. et al. Chemical composition and biological activities of the essential oils of Psidium guajava leaf. J King Saud Univ Sci 31, 993–998 (2019).

26. Buscando Giayaba – Rubén Blades – LETRAS.COM. https://www.letras.com/ruben-blades/746970/.

27. Willie Colón & Rubén Blades – Buscando Guayaba Lyrics | Genius Lyrics. https://genius.com/Willie-colon-and-ruben-blades-buscando-guayaba-lyrics.

28. Lebrón Brothers – Temperatura (Audio Oficial) – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=7uaenjSPhyE&ab_channel=LeBr%C3%B3nBrothers.

29. Orquesta Caribe – No Te Voy A Querer (1987, Vinyl) – Discogs. https://www.discogs.com/release/6471230-Orquesta-Caribe-No-Te-Voy-A-Querer.

30. Primi Cruz – Primi Cruz | Releases | Discogs. https://www.discogs.com/master/1325895-Primi-Cruz-Primi-Cruz.

31. La Misma Química – Primi Cruz [Official Video] – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Tj0fLuGVI40&ab_channel=JNMusicGroup.

32. Conceptos Teóricos Energía Libre de Gibbs.

33. The Real Meaning of E=mc2 – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Xo232kyTsO0&ab_channel=PBSSpaceTime.

34. Willie Colon – The Good, The Bad, The Ugly | Releases | Discogs. https://www.discogs.com/master/393977-Willie-Colon-The-GoodBadUgly.

35. MC2 Theme Realidades Willie Colón – YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=8AF-YDTMvdk&ab_channel=Luckylouie522.

Sobre el autor: Daniel Arias Ramírez es investigador en el Laboratorio de espectrometría ICP-Ms, adjunto a la vicedecanatura de investigación en la Universidad de los Andes (Bogotá, Colombia).

El artículo Referencias científicas en la salsa se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Osasuna

Adinkeriari aurre egiteko modua ikertu du Erizaintza Fakultateko ikasleetan Bertitze San Martin UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko irakasleak. Adinkeriak adinean aurrera doazenen aurkako diskriminazioa deskribatzen du, eta osasun arloan, arazoak dituztenean hauek aintzat ez hartzea eragiten du, besteak beste. Arazo hau aztertzeko helburuarekin, San Martinek aztertu zuen geriatria eta gerontologiari buruzko ikasgaien eta praktika klinikoak egin behar zituzten ikasleen jarrera, praktikak egin aurretik eta ostean. Hala ikusi zuen, erizaintzako ikasleek estereotipo negatibo eta aurreiritzien maila murriztu zutela praktikak egin ostean, baina medikuntzako ikasleetan berdin mantendu ziren. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Paleontologia

Metodo berri bat erabiliz, paleolitoko zintzilikario batetik erabiltzailearen genoma erauztea lortu dute Anatomia Ebolutiboko Max Planck Institutuan. Ikertzaileek azaldu dutenez, objektua sodio fosfatozko disoluzio batean sartu dute, eta tenperatura pixkanaka igotzen joaten dira. Horrela, hortz edo hezur zaharrean harrapatutako DNA disoluzioan askatzen da, eta sekuentziatzeko eta aztertzeko aukera ematen du. Teknika berritzaile honekin, Denisova haitzuloan aurkitutako zerbido-hortzeko zintzilikario batetik, uapiti baten eta antzinako gizaki baten DNA berreskuratzea lortu dute. Gizaki hori, gainera, duela 19000-25000 urte bizi izan zen emakume bat zela jakin ahal izan dute. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Ikerketa batek berretsi du Homo espezieek, eta bereziki Homo sapiensek, oso ingurumen-baldintza eta paisaia desberdinetara egokitzeko gaitasun handia zutela. Ondorio horretara iristeko, duela 3 milioi urte arteko biomen simulazioak egin dituzte eta sei hominino espezieren datu arkeologikoak erabili dituzte. Hala, homininoen migrazioetan eta adaptazioan landarediak, paisaiak eta ekosistemek nola eragin zuten aztertu dute, eta ondorioztatu ahal izan dute espezie bakoitzaren lehenespenak zeintzuk ziren. Gainera, emaitzek iradokitzen dute Homo espezieek aktiboki bilatu zituztela habitat-dibertsitate handiko inguruak, eta, bereziki, H. sapiensek, gaitasun handia zuela halako inguruneetara egokitzeko. Aurkikuntza honen inguruko informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Kimika

Onintze Parrak (1998,Bilbo) Ingeniaritza Kimikoko Gradua (UPV/EHU) ikasi zuen UPV/EHUn, eta ia bi urte daramatza Procat-Vares taldean ikertzen. Bere ikergaia CO2-a gasolina nola bihurtzeko metodoak aztertzean datza, katalizatzaileak erabiliz. Katalizatzaileak erreakzio kimikoak gertarazteko eta horien abiadura kontrolatzeko erabiltzen diren substantziak dira, eta Parraren kasuan, metal oxidoak eta zeolita izeneko katalizatzaile azidoak erabiltzen ditu. Orain arte eginiko probetan oso emaitza onak lortu ditu Parrak. Erreaktorera sartutako CO2-aren ia % 40 zenbait produktu bihurtzea lortu du, eta lortutako produktu horien % 75 gasolina izan da. Besteak beste, ekoiztutako gasolinaren propietateak hobetzea da orain helburua. Ikertzaile honi buruzko informazio gehiago Udako Euskal Unibertsitatearen webgunean aurki daiteke: Onintze Parra: “Erreaktorera sartu dugun CO2-aren ia % 40 zenbait produktu bihurtzea lortu dugu, eta horien % 75 gasolina izan da”.

Astronomia

Artizarran sumendi aktiboak daudela adierazten duen zantzua topatu dute duela urte batzuetako irudiak aztertuz. Magellan zundak 90eko hamarkadaren hasieran Maat Mons mendiaren hainbat irudi hartu zituen, eta otsailaren eta urriaren bitartean lortutako irudietan zenbait aldaketa hauteman dituzte. Zehazki, sumendiaren kraterretako baten tamaina eta forma aldatu dela egiaztatu ahal izan da, eta zientzialariek uste dute hor laba laku bat egon zitekeela. Beste azalpen alternatibo bat da krater horren handitzea hormen kolapso baten ondoriozkoa izatea, baina gure planetan mota eta tamaina horretako kolapsoak sumendien erupzio batetik hurbil egon ohi dira denboran, eta Maat Mons mendiak ez du ezaugarri hori betetzen. Datuak Zientzia Kaieran: Artizarrak sumendi aktiboak dituela dioen behin betiko froga?

Hizkuntzalaritza

Zahartzaroan geroz eta gehiago kostatzen zaigu hitzak topatzea hitz egitean. Hitzak dimentsio askotako sare zabal eta konplexuetan daude gordeta gure gogoan, eta auzokide semantiko eta fonologiko asko dituzten hitzek dentsitate handiko guneak eratu eta hutsarte gutxiko sare-guneak sortzen dituzte. Oraindik ez dago argi zein duten iturburu adinarekin sarbide lexikoan agertzen diren zailtasunek, baina ikerketek iradokitzen dute sare horren ehundura ahuldu egiten dela adinean aurrera egin ahala, eta hitzen arteko konexioak ahultzen direla. Euskal Herriko Unibertsitateko Gogo Elebiduna taldeak eta Ixa ikerketa taldeak gai horren inguruan ikertzen dihardute. Orain arte lortu dituzten emaitzek iradokitzen dute esanahien inguruko ezagutzak behera egiten duela urteen poderioz, eta horrek erlazioa izan dezake hitzak ez topatzearekin. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Arkitektura

Urmaela daukan estalki laua da estalki putzuduna, eta abantaila garrantzitsuak ditu eraikinaren kudeaketa termiko pasiboa hobetzeko. Klima lehorreko herrialdeetan erabili izan da batik bat, baina Euskal Herriko eraikinetan ere asko hedatu zen, gehienbat ingurune industrialetan. Dituen hainbat abantailen artean, estalki putzudunari esker eraikina hoztu edo berotu egin daiteke. Kanpoan beroa egiten duenean, estalki putzuduneko ura lurruntzen da, horrek urmaeleko energia hartzen du, eta, horrela, eraikineko barne-tenperatura jaistea lortzen da. Hotza egiten duenean, berriz, urak beroa mantentzeko gaitasuna du, eta, beraz, isolatzaile bezala jarduten du. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Estalki putzuduna, altxor ezkutua.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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Quizás sea el número más famoso de la historia. Lo cierto es que el número Pi, representado por la letra griega π, es una de las constantes matemáticas más importantes que existen en el mundo, estudiada por el ser humano desde hace más de 4.000 años. Este número irracional, que determina la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, concierne a múltiples disciplinas científicas como la física, la ingeniería y la geología, y tiene aplicaciones prácticas sorprendentes en nuestro día a día.

La fascinación que ha suscitado durante siglos es tal que el popular número cuenta con su propio día en el calendario, así el mes de marzo se celebra el Día de Pi en todo el planeta.

Este evento internacional vino de la mano del físico estadounidense Larry Shaw, quien en 1988 lanzó la propuesta de celebrar esta efeméride. La forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos de la famosa constante matemática: 3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 March, 14th en inglés. En los últimos años, la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo, hasta tal punto que el 26 de noviembre de 2019 la UNESCO proclamó el 14 de marzo Día Internacional de las Matemáticas.

Un año más, el Basque Center for applied Mathematics-BCAM y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU se han sumado a la celebración, organizando la cuarta edición del evento BCAM NAUKAS, que tuvo lugar el 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de la UPV/EHU.

En Defendiendo a Newton, Anabel Forte reivindica la figura colosal de Newton quien, antes de presentar sus leyes y teorías físicas, tuvo que demostrar todas las matemáticas necesarias. Anabel Forte es profesora titular en el Departamento de Estadística e Investigación Operativa de la Universidad de Valencia y autora del blog de divulgación científica Bayesana: Estadística casi por todas partes.



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo BCAM-Naukas 2023: Defendiendo a Newton se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Industria kimikoa oinarrizkoa da gizarte modernoan. Izan ere, gure bizimodua pentsaezina litzateke hura gabe. Ahalik eta jasangarriena izatea da gure garaiko erronka handienetako bat. Amoniakoa industria honen erreferentziazko konposatuetako bat da eta katalizatzaile berri bat iraultzailea izan daiteke: Reducing the energy requirements and carbon footprint of ammonia production

Geure gorputzari buruz dugun irudia gorputzaren irudikapen mentala da eta ez du datu sentsorial objektiboetan oinarrituta egon behar: horregatik, nahasmendu batzuetan pertsonak ez du bere gorputza den bezala hautematen, zerbait inperfektu eta onartezin gisa baizik. Horren ondorioz, badira jateari uzten diotenak… eta gorputzaren zati bat anputatzen dutenak. JR Alonsoren eskutik niaren sakonera ilunetara bidaia: Our body and our body image.

Neutrinoa bere antipartikula dela zehazteko, desintegrazio oso berezi bat detektatu behar da, hondoko zaratak nahastu gabe. Duela 3 urte, DIPCko jendeak konposatu bat diseinatu zuen, NEXT esperimentuak erabiltzen duen gasa, xenona, desintegratzearen ondorioz sortutako bario katioia detektatzeko gai zena. Orain gainazal bat detektagailuaren muturreko baldintzetan estaliz funtzionatzen duela egiaztatu dute: Development of a barium detector for a neutrinoless double beta decay

Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Diferencias en la estructura básica de ARN y ADN. Fuente: Wikimedia Commons

La expresión “llevar algo en el ADN” es un reflejo de cuán extendido está el conocimiento sobre el ADN o ácido desoxirribonucleico en la sociedad. Sin embargo, el ARN o ácido ribonucleico es mucho menos conocido. Hasta hace poco se le conocía como una ‘copia’ del ADN que llevaba información para sintetizar proteínas, pero ahora sabemos que hay muchos tipos de ARN como el mensajero (ARNm), los de interferencia siARN (del inglés short interfering), los microARNs (miARN) y muchos otros que presentan diferentes funciones relacionadas con la síntesis de proteínas en el organismo.

Cada una de esas funciones representa una nueva diana con la que es posible interaccionar para alterar la expresión de proteínas, tanto evitando la expresión de proteínas perjudiciales como permitiendo la expresión de otras necesarias. Esa amplia gama de actividad explica que los diseños de nuevas terapias ARN tengan un elevado potencial tanto para la prevención como para el tratamiento de enfermedades muy diversas. La aplicación clínica de esas terapias se ha realizado de manera generalizada a la población debido a la pandemia de la COVID-19. La inmunización frente al coronavirus SARS-CoV-2 se ha realizado con vacunas de ácidos nucleicos, incluyendo las basadas en ARN. En ese sentido, la elevada eficacia obtenida y, sobre todo, el excelente perfil de seguridad mostrado, está fomentando el auge de nuevas terapias ARN.

Las posibilidades que ofrecen las terapias ARN han revolucionado la manera de afrontar el tratamiento de numerosas enfermedades, ofreciendo incluso nuevas opciones a aquellas para las que actualmente no hay terapias disponibles. Las enfermedades candidatas a ser tratadas mediante ARN pueden ser hereditarias (como, por ejemplo, las enfermedades de depósito lisosomal, las distrofias musculares o la fibrosis quística) o adquiridas (como el cáncer, enfermedades infecciosas, degeneración macular o enfermedades neurológicas como el Parkinson o el Alzheimer, entre otras).

Aunque la mayoría de esos nuevos medicamentos estén aún en desarrollo, además de las vacunas ARN, existen ya varios productos aprobados para el tratamiento de enfermedades poco frecuentes, como la atrofia muscular espinal o la distrofia muscular de Duchenne, pero también para otras mucho más frecuentes, como terapias para la prevención cardiovascular y manejo de las dislipemias. Se espera que en los próximos años se desarrollen muchas más terapias ARN: una nueva clase de medicamentos con grandes ventajas por ser muy específicos en su mecanismo de acción. Sin embargo, uno de los principales obstáculos para el desarrollo de esos medicamentos es la obtención de un sistema de administración eficaz y seguro, capaz de proteger el ARN terapéutico y acceder al lugar de acción, permitiendo que ejerza su efecto.

El mayor problema para la aplicación de las terapias ARN

La eficacia de las terapias ARN está condicionada por sus dificultades para superar las barreras anatómicas y extracelulares, que limitan su acceso y, por tanto, su efecto en una célula concreta. No es igual de accesible el ojo (un tejido muy bien delimitado y pequeño) o la sangre (fácilmente accesible), que el músculo (un tejido muy extenso y protegido por muchas barreras físicas) o el cerebro (protegido por la barrera hematoencefálica). Las nanopartículas lipídicas, empleadas en las vacunas COVID-19, han mostrado ser un sistema altamente seguro y eficaz para administrar esos medicamentos de forma local, y también se han utilizado para terapias ARN dirigidas al hígado. Sin embargo, es necesario el desarrollo de nuevos sistemas con el fin de administrar terapias que necesitan distribuirse de manera generalizada a otros tejidos (como, por ejemplo, el músculo y el tejido óseo) o llegar a órganos de difícil acceso (como el cerebro).

Recientemente se celebró en Bizkaia Aretoa el congreso internacional organizado por la UPV/EHU y DARTER COST (Acción de Cooperación Europea en Ciencia y Tecnología), que contó con la partición de 160 personas de 17 países europeos. La red de investigadoras e investigadores DARTER, liderada por Virginia Arechavala, aglutina a más de 450 investigadoras e investigadores de toda Europa con el interés común de resolver el mayor problema para la aplicación de las terapias ARN: su mala distribución dentro del organismo. Durante tres días, personal experto en diversos ámbitos (estudio de las enfermedades y posibles tejidos diana, química de esos ácidos nucleicos, terapias avanzadas, nanomedicina, y diseño y evaluación de nuevos sistemas de administración de fármacos) han compartido su conocimiento para fomentar la diseminación de resultados y la búsqueda de sinergias en investigación. Participantes en el congreso (entre quienes se encontraba personal investigador, representantes de asociaciones de pacientes y empresas) destacaron la calidad de las más de 80 presentaciones orales y 60 posters con los que se ha buscado favorecer la colaboración multidisciplinar en ese ámbito.

Para saber más:

Buscando terapias para enfermedades poco frecuentes

‘Hackers’ están diseñando los próximos fármacos

Sobre las autoras:

Mª Ángeles Solinís Aspiazu. Profesora de la Facultad de Farmacia de la Universidad del País Vasco. Investigadora del grupo PharmaNanoGene de la UPV/EHU y del IIS Bioaraba.

Ainara Vallejo Illarramendi. Investigadora permanente del Departamento de Pediatría de la Universidad del País Vasco. Jefa del grupo Neurociencias de la UPV/EHU e investigadora del IIS Biodonostia.

Olatz Villate. Investigadora del grupo Oncología Pediátrica del IIS Biocruces-Bizkaia.

Virginia Arechavala Gomeza. Investigadora Ikerbasque Professor. Jefa del grupo Terapias de Ácidos Nucleicos para Enfermedades Raras (NAT-RD), IIS Biocruces Bizkaia.

El artículo Terapias ARN, un presente con mucho futuro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Gaur egun, jakin badakigu odola biriketara doala eta han gas-trukea egiten dela; baina hori ez da beti horrela izan: XVI. mendera arte, trukea bihotzean gertatzen zela uste zen.

Miguel Servet izan zen, bere Christianismi Restitutio tratatuan, ideia hau lehen aldiz idatzi zuena. Teorian, teologia-tratatu bat zen idazkia, baina elizaren aurka egiten zuten ideien artean, gogoeta zientifiko garrantzitsuak tartekatu zituen. Bere ideia heterodoxoengatik eta liburuengatik, Inkisisioak heretikotzat jo eta eta sutan erretzera kondenatu zuen.

‘Zientziaren historia‘ ataleko bideoek gure historia zientifiko eta teknologikoaren gertaerak aurkezten dizkigute labur-labur. Bideoak UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eginak daude eta zientzia jorratzen duen Órbita Laika (@orbitalaika_tve) telebista-programan eman dira gaztelaniaz.

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El pasado fin de semana, sábado 6 y domingo 7 de mayo, se celebró el Geolodía 23, el mayor evento de divulgación de la Geología de España y, sin ánimo de parecer grandilocuente, de todo el mundo.

Logotipo del Geolodía 23. Imagen: Sociedad Geológica de España.

El Geolodía consiste, principalmente, en excursiones geológicas, ya sea en entornos urbanos o por el campo, a razón de una por provincia, guiadas por profesionales de las Ciencias de la Tierra, totalmente gratuitas y abiertas a todo tipo de público, que se realizan el mismo fin de semana en toda España. El principal objetivo es llevar a la gente a nuestro laboratorio natural y que aprendan a ver, con ojos geológicos, el paisaje que les rodea. Y también que comprendan la labor que realizamos todas las personas que nos dedicamos a las Ciencias de la Tierra: búsqueda de recursos, prevención de riesgos, gestión del terreno, obra civil, conservación del medio, regeneración ambiental y un larguísimo etcétera. Incluso, en el año 2019 se decidió realizar esta labor divulgativa durante todo el año con la puesta en marcha, a iniciativa de la Comisión Mujeres y Geología de la Sociedad Geológica de España, de las Geocharlas, que consisten en conferencias, talleres y paseos geológicos conducidos por profesionales de las Ciencias de la Tierra que se ofrecen, también de manera gratuita, a centros educativos y asociaciones de diversa índole.

Detalle de las explicaciones realizadas por compañeros de la Universidad de Granada (UGR) en un taller ofertado como una de las Geocharlas realizadas en el CEIP Medina Elvira (Atarfe, Granada) el viernes 10 de febrero, con motivo de la celebración del “11F, Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia”.

Pero la pandemia acabó con la principal característica de estas actividades didácticas, la presencialidad. En ese momento, desde la Sociedad Geológica de España decidimos aplicar la lección que nos enseñaron los dinosaurios hace 66 millones de años: o te adaptas, o te extingues. Así, en 2020 virtualizamos el evento, realizando vídeos de los recorridos desde nuestros propios hogares. Y resultaron todo un éxito, lo que hizo que, desde el año 2021, el Geolodía haya adquirido un formato mixto. Las actividades presenciales son las protagonistas, pero se complementan con conferencias online, recorridos virtuales, concursos en las redes sociales y videojuegos.

El pasado fin de semana, más de 8000 personas asistieron a las 54 excursiones realizadas por toda España, que se suman a los más de 2000 participantes en las Geocharlas desde que comenzó el curso escolar en septiembre. Y las actividades virtuales han cosechado decenas de miles de impactos en redes, que seguirán aumentando con el paso del tiempo. Esto convierte al Geolodía en la actividad de divulgación dedicada a una única ciencia que reúne a más personas, tanto de manera presencial como online. Y no sólo como público asistente, ya que participan más de 600 profesionales de la Geología en la organización y realización de las actividades, e involucra a más de 300 instituciones, asociaciones, empresas, centros educativos y de investigación que colaboran para hacerlas posibles.

Explicaciones de un compañero de la Universidad de Coimbra (Portugal), exalumno de la Universidad de Huelva, a uno de los grupos asistentes a la excursión presencial realizada en la provincia de Huelva el sábado 6 de mayo. Fotografía de Juan Antonio Morales.

Imagino lo que os estaréis preguntando: ¿Son necesarias estás actividades de divulgación de la Geología? ¿Merece la pena este enorme esfuerzo por parte de tanta gente e instituciones para transmitir este conocimiento científico? Pues, por desgracia, sí. Parece mentira que, en esta era digital en la que vivimos, que nos proporciona información con un simple “click” del ratón del ordenador, nos encontremos con un predominio cada vez más preocupante de la anticiencia en el ámbito geológico. A los enemigos ya conocidos, como el terraplanismo o el negacionismo de la evolución biológica, se unen el negacionismo del cambio climático y de la influencia antrópica en sus ciclos naturales, la creencia de que eventos naturales como los terremotos son producidos por pruebas armamentísticas dignas de películas de ciencia ficción, propuestas aún más peliculeras como taponar con cemento el cráter de un volcán en erupción para frenar el ascenso del magma, considerar que el núcleo de nuestro planeta puede llegar a detenerse sin que nos enteremos, asegurar que se puede extraer agua subterránea sin control porque nunca se va a agotar o, más recientemente, solicitar que se ponga barreras a los ríos para evitar que descarguen el agua que transportan al mar porque “se está desperdiciando”.

Aunque todas estas ideas peregrinas, por llamarlas de alguna manera fina y delicada, nos hagan reír un rato, son muy serias para tomarlas a broma, ya que reflejan la necesidad de transmitir el conocimiento geológico a la sociedad, intentando hacer más ruido que todas aquellas personas que fomentan todas estas creencias acientíficas. Por eso es tan necesario mantener ese formato cercano, informal y lúdico del Geolodía, donde la gente de todas las edades y nivel de conocimiento previo puede tener un contacto directo con profesionales de las Ciencias de la Tierra para plantearnos todas sus dudas, mientras aprenden Geología sin darse cuenta. Por eso, nos seguiréis encontrando liando la mejor fiesta de la divulgación geológica año tras año. Nos vemos en el próximo Geolodía.

Agradecimientos:

Geolodía es un proyecto coordinado por la Sociedad Geológica de España (SGE) que cuenta con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología – Ministerio de Ciencia e Innovación, la Asociación Española para la Enseñanza de las Ciencia de la Tierra (AEPECT), el Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC), la International Association of Sedimentologists (IAS), la Asociación de Geólogos y Geofísicos Españoles del Petróleo (AAGEP), Repsol y más de 300 instituciones. Sin su apoyo, así como la participación desinteresada de más de 600 profesionales de las Ciencias de la Tierra, este proyecto no podría llevarse a cabo. Y, como no, hay que agradecer la asistencia, comentarios, participación y colaboración de todas las personas asistentes a las actividades, que generan un ambiente lúdico e informal que favorece la transmisión de conocimiento y el debate en donde se producen aprendizajes bidireccionales.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo Geolodía, la fiesta de la divulgación geológica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ramon Ugalde, Katrin Santín, Urtza Uriarte, Jose Miguel Campillo-Robles

Urmaela daukan estalki laua da estalki putzuduna. Klima lehorreko herrialdeetan erabili izan da batik bat. Hori dela eta, estalki horren inguruko ikerketa garrantzitsuenak Indian, AEBn eta Israelen egin izan dira. Hala ere, pasa den mendean, estalki putzuduna asko hedatu zen Euskal Herriko eraikinetan, gehienbat ingurune industrialetan. Gaur egun, ordea, ia ez da erabiltzen. Zergatik erabili zen hainbeste estalki putzuduna gure herrialdean, hain hezea izanik?

1. irudia: estalki putzudunak: a) 1962an eraikitako ARGA burdinola (Arrasate) eta b) gaur egun Euskalduna ontziolatik zutik geratzen den eraikin bakarra, dikearen ponpen eraikina (Bilbo). (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Estalki putzudunak abantaila garrantzitsuak ditu eraikinaren kudeaketa termiko pasiboa hobetzeko. Alde batetik, eraikinaren inertzia eta isolamendu termikoa areagotu egiten dira, barruko bizi-giroa hobetuz. Izatez, urak ezaugarri termiko onak ditu eraikuntzarako. Batetik, eroankortasun termiko txikia dauka, isolatzaile termiko ona baita. Horri esker, eraikinaren estalkitik barruranzko/kanporanzko bero-fluxuak murriztu egiten dira. Bestetik, bero(-ahalmen) espezifiko handiko materiala da ura. Hau da, energia asko xurgatu/askatu dezake tenperatura-aldaketa nabarmenik eduki gabe. Bi ezaugarri horiek direla eta, eraikinak inertzia termiko handia lor dezake estalki putzudunari esker. Horrela, eraikinaren barne-espazioen tenperatura kanpokoa baino astiroago aldatzen da, eta oszilazio termiko txikiagoak izaten ditu.

2. irudia: estalki putzudunaren ohiko eraikuntza-egitura. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Beste aldetik, eraikina hoztu edo berotu egin daiteke estalki putzudunari esker. Eraikinaren tenperatura jaisteko, ur-lurrunketa baliatzen da. Izan ere, 25 °C-tan, ur kilogramo bakoitzari 2442 kJ (583 kcal) eman behar zaizkio fase-aldaketa hori gertatzeko (uraren lurruntze-bero sorra). Estalki putzuduneko ura lurruntzean, urmaeletik hartzen du energia, eta, horrela, eraikineko barne-tenperatura jaistea lortzen da. Aspertsoreak erabiliz gero, prozesua askoz eraginkorragoa da, ur-tanta txikien erraztu egiten delako lurrunketa. Estalki putzudunak bestelako abantailak ere eskaintzen ditu, hala nola, jasangarria da eta ikuspegi ekologikotik onurak besterik ez ditu. Gainera, Arrasate aldeko eraikin industrial batzuetan, estalki putzuduneko ura barruko makinak hozteko erabiltzen zen puntualki. Leku batzuetan, komunetako zisternak ere betetzen zituzten ur horrekin.

3. irudia. a) Muxibar baserriko estalki putzuduna gaur egun. b) San Agustin lantegiaren estalki putzuduneko ekosistema (Arrasate). (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Eta, noski, estalki putzudunak desabantaila batzuk ere baditu: zikinkeria pila daiteke, mantentze-lana eskatzen du eta eraikinaren egiturak sendoagoa izan behar du, uraren zama jasateko.

Laburbilduz, arazo batzuk baditu ere, estalki putzuduna interesgarria da oraindik ere. Izatez, gaur egun, arkitektu ospetsuek diseinatutako nazioarteko hainbat eraikinetan erabili izan da. Baina, zoritxarrez, Euskal Herrian erabat ahaztua dago, eta eraikin batzuetan onuragarria izan litekeela esan daiteke.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ale berezia 2022
• Artikuluaren izena: Estalki putzudunaren abantaila jasangarriak.
• Laburpena: Estalki putzuduna klima lehorreko herrialdeetan erabili ohi da. Horregatik, ez da kasualitatea estalki horren inguruko ikerketa garrantzitsuenak Indian, AEBn eta Israelen eginak izatea. Hala ere, pasa den mendean, estalki putzuduna asko hedatu zen Euskal Herriko eraikinetan, gehienbat ingurune industrialetan. Gaur egun, ordea, ia ez da erabiltzen. Estalki putzudunak abantaila garrantzitsuak ditu eraikinaren kudeaketa termiko pasiboa hobetzeko. Eta, noski, desabantaila batzuk ere baditu: zikinkeria pila daiteke, mantentze-lana eskatzen du eta eraikinaren egiturak sendoagoa izan behar du, uraren zama jasateko. Baina arazo batzuk baditu ere, estalki putzuduna interesgarria da, oraindik, eta gaur egungo eraikinetan eta Euskal Herriko eraikin batzuetan onuragarria izan liteke.
• Egileak: Ramon Ugalde, Katrin Santín, Urtza Uriarte, Jose Miguel Campillo-Robles
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 151-172
• DOI: 10.1387/ekaia.23041

Egileez:

Ramon Ugalde Historia irakasle jubilatua da.

Katrin Santín eta Jose Miguel Campillo-Robles UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia fakultateko ikertzaileak dira

Urtza Uriarte UPV/EHUko Arkitektura G.E.T.ko Arkitektura Saileko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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La astrónoma Cecilia Payne-Gaposchkin (1900-1979) nació tal día como hoy hace 123 años. Le rendimos homenaje a través de este retrato alfabético.

Cecilia Payne-Gaposchkin. Fuente: Wikimedia Commons.

 

ASTRONOMÍA

Aunque la astronomía no fue su primera opción de estudio, una conferencia (ver la letra E) la conduciría hacia esta disciplina.

BOTÁNICA

Estudió botánica, física y química en la Universidad de Cambridge.

COSTURERA

Katherine, su hija, la recordaba como «una costurera inspirada, una tejedora inventiva y una lectora voraz». Con 75 años realizó un bordado representando el remanente de supernova Cassiopeia A inspirado en la imagen de la portada de la revista Scientific American de diciembre de 1975.

Dorothy Dalglish

Dorothy Dalglish fue una de las profesoras de ciencias de Cecilia en el St Mary’s College de Paddington en Londres. Tenía en ese momento 12 años y muchas ganas de aprender en un centro escolar que apenas dedicaba tiempo a la ciencia. Dalglish intentó suplir estas carencias, prestándole sus libros de física y llevándola a museos.

Cuando tenía seis años Cecilia había asistido a una escuela local en Wendover (donde vivía entonces la familia). En ese centro, dirigido por Elizabeth Edwards, recibió una buena educación. Con 12 años, Cecilia hablaba francés y alemán, tenía conocimientos básicos de latín y dominaba la aritmética. También estudió allí geometría y álgebra.

EDDINGTON, ARTHUR

El interés de Cecilia por la astronomía comenzó tras asistir a una conferencia impartida por el astrofísico Arthur Eddington (1882-1944). El científico hablaba sobre la expedición que había realizado a la isla de Príncipe (Golfo de Guinea) para observar y fotografiar las estrellas durante el eclipse solar del 29 de mayo de 1919. Las observaciones del astrónomo confirmaron la teoría de la relatividad general de Albert Einstein.

FEYNMANN, JOAN

Cecilia Payne fue una inspiración para muchas personas como la astrofísica Joan Feynman (1927-2020). La madre y la abuela de Feynman pensaban que las mujeres no eran capaces de entender conceptos científicos y habían desanimado a Joan en su deseo de formarse en esas disciplinas. Afortunadamente, Feynman se inspiró en Cecilia Payne leyendo sobre su trabajo en un libro de astronomía.

Gaposchkin, Sergei

Conoció a Sergei Gaposchkin (1898-1984) en Gotinga, durante un congreso. Cecilia, que residía en aquel momento en Estados Unidos, le ayudó a obtener un visado para emigrar a ese país y huir de la persecución nazi. Se casaron en 1934 y Cecilia adoptó el apellido Payne-Gaposchkin. A partir de 1935 comenzaron a colaborar en sus investigaciones sobre astronomía estelar. Su primer libro conjunto fue Variable Stars (1938).

HIDRÓGENO (Y HELIO)

En su tesis demostró que el hidrógeno es el principal componente de las estrellas (donde también hay helio, pero menor proporción), afirmación que contradecía la teoría de la época que afirmaba que las estrellas tendrían una composición similar a la Tierra. Llegó a esta conclusión aplicando la teoría de la ionización desarrollada por el astrofísico Meghnad Saha (1893-1956) con la que pudo relacionar la clasificación espectral de las estrellas con sus temperaturas absolutas.

INVESTIGACION

En 1976 recibió el Premio Henry Norris Russell de la Sociedad Astronómica Estadounidense. En su conferencia, Payne habló de su pasión por la investigación: «La recompensa del joven científico es la emoción de ser la primera persona en la historia del mundo en ver o entender algo. Nada se puede comparar con esa experiencia. […] La recompensa del viejo científico es la sensación de haber visto un vago esbozo convertirse en un paisaje magistral». 

JUBILACIÓN

Incluso tras su jubilación las estrellas continuaron siendo una parte importante de su vida. Trabajó en el Observatorio Astrofísico Smithsoniano desde 1967 hasta su fallecimiento.

KNOWLES, JEREMY

Jeremy Knowles(1935-2008), decano de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Harvard, comentaba en febrero de 2002 en unos actos de homenaje a Cecilia Payne-Gaposchkin: «La aportación científica más espectacular de Payne-Gaposchkin fue el descubrimiento de que el hidrógeno es millones de veces más abundante que cualquier otro elemento del universo. Todo estudiante de secundaria sabe que Newton descubrió la gravedad, que Darwin descubrió la evolución, incluso que Einstein descubrió la relatividad. Pero cuando se trata de la composición de nuestro universo, los libros de texto se limitan a decir que el elemento más abundante en el universo es el hidrógeno. Y nadie se pregunta cómo lo sabemos… Tras doctorarse, dio clases en el departamento de astronomía, pero sus no figuraban en el catálogo de cursos. Dirigió investigaciones de posgrado sin estatus; no tenía permiso de investigación; y su pequeño salario estaba categorizado por el departamento como «equipamiento». Sin embargo, sobrevivió y prosperó».

LIBROS

Publicó varios libros a lo largo de su carrera, entre otros The Stars of High Luminosity (1930), Variable Stars (1938) y Variable Stars and Galactic Structure (1954). 

MENZEL, DONALD

Tras conocer al astrónomo Harlow Shapley (1885-1972), Payne viajó a Estados Unidos para cursar un postgrado en astronomía en el Observatorio del Harvard College. Fue la segunda estudiante, tras Adelaide Ames (1900-1932), en unirse a un programa de becas en el Observatorio para animar a las mujeres a estudiar allí. Cuando Donald Menzel (1901-1976) se convirtió en director del Observatorio en 1954, trató de mejorar las condiciones laborales de Payne-Gaposchkin; en 1956 se convirtió en la primera mujer en ser promovida a profesora titular en la Facultad de Artes y Ciencias de Harvard.

NEWNHAM COLLEGE

A partir de 1919, en el Newnham College de la Universidad de Cambridge, Payne estudió botánica, física y química, pero abandonó la botánica después de su primer año. 

OBSERVATORIO DE HARVARD

En 1923, gracias a una beca, viajó a la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y se afilió a su Observatorio. 

PAYNE, Edward John Y PERTZ, EMMA LEONORA HELENA

Cecilia era hija del abogado Edward John Payne y Emma Leonora Helena Pertz.

Su padre falleció cuando Cecilia tenía cuatro años. Le encontraron ahogado en un canal en Wendover en circunstancias poco claras. Cecilia tenía un hermano y una hermana, Humfry (1902-1936) y Leonora Florence Mary (1904-1996).

RECHAZO

Sus conclusiones innovadoras sobre la composición de las estrellas (ver la letra H) fueron rechazadas inicialmente al contradecir las teorías aceptadas en ese momento que afirmaban que no había diferencias significativas entre la composición del Sol y la Tierra. Estudios posteriores demostraron que Payne tenía razón.

SHAPLEY

Cecilia Payne comprendió que la única opción de carrera en el Reino Unido era convertirse en maestra, por lo que buscó subvenciones que le permitieran viajar a Estados Unidos. Abandonó su país natal en 1923 para incorporarse al programa de postgrado en astronomía del Observatorio del Harvard College, dirigido en ese momento por Harlow Shapley. Cecilia había conocido al astrónomo en Inglaterra y él la animó a unirse al Observatorio a través de un programa de becas destinadas a mujeres.

Fuente: Universidad de Harvard.

 

TESIS

Harlow Shapley convenció a Payne–Gaposchkin para que escribiera una tesis doctoral. Cecilia se convirtió en 1925 en la primera persona en obtener un doctorado en astronomía en el Radcliffe College de la Universidad de Harvard con la memoria titulada Stellar Atmospheres, A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars. El astrónomo Otto Struve (1897-1963) la describiría años más tarde como «la tesis doctoral más brillante jamás escrita en astronomía». 

Al revisar la memoria de Payne–Gaposchkin, el astrónomo Henry Norris Russell (1877-1957) la disuadió de concluir que la composición del Sol era fundamentalmente hidrógeno porque contradecía el consenso científico aceptado entonces. Cecilia agregó un comentario a sus (correctas) conclusiones, temiendo que su tesis no fuera aprobada: «Es casi seguro que las enormes abundancias derivadas de esos elementos en la atmósfera estelar no son reales. Probablemente el resultado pueda considerarse, para el hidrógeno, como otro aspecto de su comportamiento anormal… y el helio… posiblemente se desvía por razones similares».

Algún tiempo más tarde Russell se dio cuenta de que ella estaba en lo cierto cuando obtuvo los mismos resultados por diferentes medios. En 1929, publicó sus conclusiones en el artículo On the Composition of the Sun’s Atmosphere en el que reconocía brevemente el trabajo y descubrimiento anterior de Payne.

UNIVERSIDAD

Sus cursos no fueron registrados en el catálogo de la Universidad de Harvard hasta 1945. En 1967 se convirtió en Profesora Emérita de esta institución.

VIA LÁCTEA

Después de su tesis, Payne continuó estudiando estrellas de alta luminosidad para comprender la estructura de la Vía Láctea. Más tarde, junto a su marido, examinó todas las estrellas más brillantes que la décima magnitud. También estudió estrellas variables, realizando con sus asistentes más de 1 250 000 observaciones. Después investigó las Nubes de Magallanes, añadiendo otras 2.000.000 de observaciones de estrellas variables. Estos datos se utilizaron para determinar los caminos de la evolución estelar.

WENDOVER

Nació en Wendover, localidad situada en el condado de Buckinghamshire, en Inglaterra.

X, RAYOS

Cecilia (ver la letra C) bordó el remanente de supernova Cassiopeia A a partir de una imagen tomada por rayos X y que aparecía en la portada de la revista Scientific American.

Y

Y… llegamos al final.

ZURDA

Era zurda, pero la obligaron a escribir con la mano derecha. A pesar de todas las dificultades que tuvo a lo largo de su carrera, su legado queda. Falleció el 7 de diciembre de 1979, a los 79 años.

Referencias

• Aitziber Lopez, Cecilia Payne-Gaposchkin: “La astrónoma que descubrió la composición de las estrellas”, Mujeres con ciencia, Vidas científicas, 12 abril 2017

• Marta Macho Stadler, Cassiopeia A, bordada por Cecilia Payne-Gaposchkin, Mujeres con ciencia, Ciencia y más, 20 octubre 2017

• Cecilia Payne, la mujer que cambió la receta del universo, SINC, 8 de mayo de 2014

• Cecilia Payne-Gasposchkin, Wikipedia

• John J. O’Connor and Edmund F. Robertson, Cecilia Payne-Gaposchkin, MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad

El artículo Cecilia Payne-Gaposchkin, la autora de «la tesis doctoral más brillante jamás escrita en astronomía» se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Olatz Andonegi eta Miren Arantzeta

Begi-bistakoa da urteak betetzen ditugun heinean hitz egitea gero eta korapilatsuagoa bihurtzen dela. Gaztaroan, hitzak ur-jauzia legez etenik gabe irteten zaizkigu ahotik eta gure arreta mezuan eta interakzioan utz dezakegu, hizkuntzak bidea berez aurkituko balu bezala. Helduaroan zehar, ostera, berehala ohartzen gara hizkuntza erabiltzeak gero eta arreta gehiago eskatzen digula; gero eta ahalegin handiagoa eskaini behar diogula hitzen bilaketari.

Hitzak beren kabuz ahora gerturatzetik, gero eta sarriago haien bila ibiltzera pasatzen gara adinarekin, nahiz eta sarritan mingainaren puntan izan. Fenomeno hau hitzek jasotzen duten aktibazio mailarekin lotuta dagoela uste dute ikerketek. Adinarekin lotuta agertzen diren hiztegi-arazoek eragiten dute, besteak beste, motelago eta etenaldi gehiagorekin hitz egitea.

Irudia: adinean aurrera joan ahala, hitz kopuru handiago ezagutu arren, zailtasunak izaten ditugu beharrezko hitza gogora ekartzeko haren errepresentazioa ez baita aktibatzen gure hiztegi-sarean. (Argazkia: James Ampong – Pexels lizentziapean. Iturria: Pexels.com)Hitzak sareetan gordeta

Batzuetan mentalki zabaltzen dugu paperezko hiztegia, non hitz-zerrendak irudikatzen ditugun, gogoratu nahi dugun hitza bat-batean bertan topatzerik izango bagenu bezala. Gutxitan da hori lagungarri, hitzak gure gogoan ez baitaude zerrendetan gordeta forma ortografikoari jarraiki, baizik eta sareetan: dimentsio askotako sare zabal eta konplexuetan.

Hiztegi mentala elkarri ehundutako harien multzo gisa irudikatu dezakegu, bere korapilo eta loturekin. Oinarrian, sareko korapilo bakoitzean hitz baten errepresentazio lexikoa eta kontzeptuala metatzen ditugu, eta korapiloak beren arteko harreman semantiko eta fonologikoen arabera lotzen dira elkarrekin. Hau da, ‘txerri’ hitzaren errepresentazioak lotura izango du ‘basurde’ eta ‘zaldi’ hitzekin. Bestalde, ‘txerri’ hitzak lotura izango du, baita, ‘herri’ hitzarekin eta beste hainbat eta hainbat korapilorekin, antzekotasun fonologikoa medio. Edonola ere, sarea ez da simetrikoa, korapiloen arteko distantzia aldakorra baita, beren arteko harreman mailaren araberakoa. Hau da, ‘txerri’ ‘basurde’-tik gertuago egongo da sarean ‘zaldi’-tik baino, lehen biek lotura estuagoa dutelako. Horrek eragiten du sarearen baitan hitzen gertutasunaren araberako multzoak sortzea. Ondorioz, auzokide semantiko eta fonologiko asko dituzten hitzek dentsitate handiko guneak eratu eta hutsarte gutxiko sare-guneak sortzen dituzte. Aldiz, auzokide gutxi dituzten hitzak isolatuago egon ohi dira.

Hitzak aktibatzen

Sare-egituran oinarrituta, Collins eta Loftus-ek (1975) ‘aktibazioaren hedapenaren teoria’ aurkeztu zuten, eta harrezkero, kontaezinak dira teoria horren balioa azpimarratu duten ikerketak. Teoria horren arabera, hitz bat behar dugunean, aktibatu egiten da haren errepresentazioa, korapilo zehatz horretan kokatuta dagoen bonbilla bat piztuko balitz bezala. Alabaina, aktibazio hori ez da hitz bakar batera mugatzen, hedatu egiten da harreman semantiko edo fonologikoak dituzten beste hitz batzuetara. Egoera egoki batean, erabili nahi dugun hitzak jasoko du aktibazio gehien, eta aktibazioa ahulagoa izango da hari loturiko beste hitzen errepresentazioetan, zeintzuk isilpean geratuko diren milisegundo batzuen buruan guztiz desaktibatu arte. Aktibazio eta ko-aktibazio mekanismo horrek ez duenean behar bezala funtzionatzen, “koilara” esaten dugu “tenedore” ordez, edota “armairu” “hozkailu”-ren ordez. Tankera honetako akatsak edozein hiztunetan gertatu daitezkeen arren, bereziki nabarmenak dira hartutako gaitz neurologikoaren edo prozesu neurodegeneratiboen ondorioz afasia erakusten duten hiztunetan.

Antzekotasun semantiko eta fonologikoaz haratago, hitzen beste hainbat ezaugarrik eragiten diote haien biltegiratze eta aktibazioari; besteak beste, hitzen erabilera-maiztasunak, hizkuntza naturalean bi hitzek batera agertzeko daukaten probabilitateak, zehaztasun mailak edota hitz auzokideen dentsitateak. Hainbat ikerketa esperimentalek erakutsi dute aldagai horiek eragina dutela zuzentasunean eta erreakzio-denboran hitzak ezagutzeko orduan, bai eta erabiltzekoan edota haien inguruan usteak ematekoan, edozein izanik hiztunak hitz egiten duen hizkuntza. Hots, hiztegi-sarearen egitura eta aktibazio-mekanismoa unibertsala da edozein dela ere gizabanakoaren jatorria. Alabaina, goian aipatu bezala, badirudi ezaugarri horiek ez dutela berdin irauten bizi-ziklo guztian zehar.

Hitzen bila zahartzaroan

Zahartzaroan, hitz gehiago ezagutzeaz gain, elementu bitxiagoak erabiltzeko joera dugu gizakiok. Hala ere, ez dirudi hizkuntza-erabilerak eta eskarmentuak dakarten abantaila hori egunerokotasunean azaleratzen denik, adinarekin gero eta eragozpen handiagoak baititugu hitzen bilaketan. Honen adibide dira aiton-amonek familiartekoen izenak erabiltzerako orduan dituzten zailtasunak; parean duten ilobaren izena esan nahian, iloba guztien izenak ahoskatzen dituzte sarritan. Ur gaziak eta erabilerak higatu duen arrantza-sareari gertatzen zaion moduan, adinarekin hitz-sareko loturek ehundura gutxiago dituzte; korapiloak ez daude elkarrekin horren sendo konektatuta. Izan ere, arlo honetan eginiko lanek iradokitzen dutenaren arabera, hiztegiek antolaketa pobreagoa erakusten dute. Ikerketa ildo honetan lankidetzan gabiltza Euskal Herriko Unibertsitateko Gogo Elebiduna taldea eta Ixa ikerketa taldeetako hainbat ikertzaile, BBVA Fundazioak emandako Leonardo beka batek finantzatutako proiektu batean. Hiztegiari dagokion ezagutza semantikoak 30 eta 80 urte bitarteko hiztunengan duen balizko aldaketa aztertu dugu kognitiboki osasuntsuak diren hiztunengan. Atariko emaitzek iradokitzen dute hezkuntza maila berbera izanik, hitzen arteko lotura kontzeptualak ahuldu egiten direla adinarekin. Hots, esanahien inguruko ezagutzak behera egiten du zahartzaro osasuntsuan, eta urteen poderioz, behin hiztegi sarean erlazionatuta zeuden korapiloek joera dute beren arteko lotura galtzeko (Arantzeta, San Martin eta Goikoetxea, aribidean).

Hiztegiaren prozesamendua fenomeno konplexua eta dimentsio anitzekoa da, eta oraindik ez dago argi zein duten iturburu adinarekin sarbide lexikoan agertzen diren zailtasunek. Psikohizkuntzalaritza ikerketek iradokitzen dute hitzen arteko loturak ahuldu egiten direla zahartu ahala eta honek hitzen faltarekin harremana daukala, hitzen aktibazio eta ko-aktibazioa baldintzatzen baitute. Era berean, zentzuzkoa da pentsatzea hiztegi mailan gertatzen diren aldaketa horiek hizkuntzaren beste alderdi batzuei ere eragingo dietela zahartzaro osasuntsuan; esaterako, ulermen-gaitasunari. Hizkuntza eta komunikazio-gaitasuna gure espeziearen sozializazio eta ongizatearen gako dira, eta zahartzaroaren arlo honen inguruko ikerketak ezinbestekoak izango dira nagusiak ahaldundu eta gizarte honetan eragile aktibo bihurtzeko bidean.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Collins, A.M. eta Loftus, E.F. (1975). A spreading-activation theory of semantic processing. Psychological Review, 82 (6), 407-428. DOI: 10.1037/0033-295X.82.6.407
• Strijkers, K., Costa, A., eta Thierry, G. (2010). Tracking Lexical Access in Speech Production: Electrophysiological Correlates of Word Frequency and Cognate Effects, Cerebral Cortex, 20 (4), 912–928. DOI: 10.1093/cercor/bhp153
• Dahan, D., Magnuson, J.S., eta Tanenhaus, M.K. (2001). Time Course of Frequency Effects in Spoken-Word Recognition: Evidence from Eye Movements. Cognitive Psychology, 42 (4), 317-367. DOI: 10.1006/cogp.2001.0750
• Mirman, D., eta Magnuson, J. S. (2008). Attractor dynamics and semantic neighbourhood density: Processing is slowed by near neighbours and speeded by distant neighbours. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 34 (1), 65–79. DOI: 10.1037/0278-7393.34.1.65
• Beretta, A., Fiorentino, R., eta Poeppel, D. (2005). The effects of homonymy and polysemy on lexical access: an MEG study. Cognitive Brain Research, 24 (1), 57-65. DOI: doi.org/10.1016/j.cogbrainres.2004.12.006
• Verhaeghen, P. (2003). Aging and vocabulary score: A meta-analysis. Psychology and Aging, 18 (2), 332-339. DOI: 10.1037/0882-7974.18.2.332
• Dubossarsky, H., De Dedeyne, S., eta Hills, T.T. (2017). Quantifying the structure of free association networks across the life span. Developmental Psychology Journal, 53 (8), 1560-1570. DOI: 10.1037/dev0000347
• Wulff, D.U., Hills, T., eta Mata, R. (2022). Structural differences in the semantic networks of younger and older adults. Scientific Reports, 12, 21459. DOI: 10.1038/s41598-022-11698-4

Esker onak:

BBVA Fundazioa. Leonardo bekak kultur ikertzaile eta sortzaileentzat 2021. Hezkuntza Saila, Unibertsitate eta Ikerketa Sailburuordetza, Eusko Jaurlaritza. Euskal Unibertsitate Sistemako ikertalde egonkortua (IT1439/22-GIC21/132).

Egileez:

Olatz Andonegi, Ingeles Ikasketetan graduatua, eta Miren Arantzeta, Neurozientzia Kognitiboan doktorea, Euskal Herriko Unibertsitateko Gogo Elebiduna ikerketa-taldeko ikertzaileak dira.

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Cuando inventó las máquinas de Turing en 1936 Alan Turing también inventó la informática moderna.

Un artículo de Sheon Han. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Kristina Armitage/Quanta Magazine. Source: Geopix/Alamy

La computación es un concepto familiar que la mayoría de nosotros entendemos intuitivamente. Toma la función f(x) = x + 3. Cuando x es tres, f(3) = 3 + 3. Seis. Fácil. Parece obvio que esta función es computable. Pero algunas funciones no son tan simples y no es tan fácil determinar si se pueden calcular, lo que significa que es posible que nunca nos den una respuesta final.

En 1928, los matemáticos alemanes David Hilbert y Wilhelm Ackermann propusieron una pregunta llamada el Entscheidungsproblem (“problema de decisión”). Con el tiempo, su pregunta conduciría a una definición formal de computabilidad, que permitió a los matemáticos responder a una serie de nuevos problemas y sentó las bases para la informática teórica.

La definición provino de un estudiante de posgrado de 23 años llamado Alan Turing, quien en 1936 escribió un artículo fundamental que no solo formalizó el concepto de computación, sino que también demostró una pregunta fundamental en matemáticas y creó la base intelectual para la invención del ordenador electrónico. La gran idea de Turing fue proporcionar una respuesta concreta a la cuestión de la computación en forma de una máquina abstracta, más tarde denominada máquina de Turing por su director de tesis, Alonzo Church. Es abstracta porque no existe (y no puede existir) físicamente como un dispositivo tangible. En cambio, es un modelo conceptual de computación: si la máquina puede calcular una función, entonces la función es computable.

Así es como funciona. Una máquina de Turing puede leer y alterar símbolos en una cinta infinitamente larga, siguiendo una tabla de reglas. La cinta se compone de «celdas», cada una de las cuales puede almacenar exactamente un símbolo, y la máquina lee y reescribe el contenido de las celdas con un cabezal magnético. Cada regla de la tabla determina lo que debe hacer la máquina según su estado actual y el símbolo que está leyendo. La máquina puede entrar en un estado final («estado de aceptación» o «estado de rechazo») en el que se detiene, aceptando o rechazando la entrada. O cae en un bucle infinito y continúa leyendo la cinta para siempre.

La mejor manera de entender una máquina de Turing es considerar un ejemplo simple. Imaginemos uno que está diseñado para decirnos si una entrada determinada es el número cero. Usaremos el número de entrada 0001 acompañado de almohadillas (#), por lo que “#0001#” es la parte relevante de nuestra cinta.

La máquina arranca en el estado inicial, al que llamaremos q0. Lee la celda más a la izquierda de nuestra cinta y encuentra una almohadilla. Las reglas dicen: «Cuando estés en el estado q0, si el símbolo es #, déjalo como está sin modificaciones, muévete una celda a la derecha y cambia el estado de la máquina a q1». Después de este paso, la máquina está en el estado q1, y su cabezal lee el segundo símbolo, 0.

Ahora buscamos una regla que se aplique a estas condiciones. Encontramos una que dice: «Permanece en el estado q1 y mueve el cabezal una celda a la derecha». Esto nos deja en la misma posición (en el estado q1, leyendo “0”), así que seguimos moviéndonos hacia la derecha hasta que el cabezal finalmente lee un número diferente, el 1.

Cuando volvemos a consultar la tabla, encontramos una nueva regla: «Si encontramos un 1, pasa a q2, que es un estado de ‘rechazo'». La máquina se detiene y responde «No» a la pregunta original: «¿Es ‘0001’ cero?»

Si, en cambio, la entrada es «#0000#», la máquina encontrará un # después de todos esos ceros. Cuando consultamos la tabla, encontramos una regla que dice que esto significa que la máquina entra en el estado q3, un estado de «aceptación». Ahora la máquina responde «Sí» a la pregunta «¿Es ‘0000’ cero?»

Con su máquina abstracta Turing estableció un modelo de computación para responder al Entscheidungsproblem, que pregunta formalmente: dado un conjunto de axiomas matemáticos, ¿existe un proceso mecánico (un conjunto de instrucciones, lo que hoy llamaríamos un algoritmo) que siempre puede determinar si una afirmación dada es verdadera?

Digamos que queremos encontrar un algoritmo que pueda decirnos si una cierta posición de ajedrez es posible. Aquí, los axiomas son las reglas del ajedrez que gobiernan los movimientos legales. ¿Podemos seguir una secuencia finita de procedimientos paso a paso para llegar a esa posición? Aunque algunas posiciones pueden tardar más de una vida en analizarse (un algoritmo puede generar todas las posiciones posibles y comparar cada una de ellas con la entrada), algoritmos así existen en el juego de ajedrez. Como resultado, decimos que el ajedrez es «decidible».

Sin embargo, en 1936, Church y Turing —usando diferentes métodos— demostraron de forma independiente que no existe una forma general de resolver cada instancia del Entscheidungsproblem. Por ejemplo, algunos juegos, como el “Juego de la vida” de John Conway, son indecidibles: ningún algoritmo puede determinar si un cierto patrón aparecerá a partir de un patrón inicial.

Turing demostró que una función es computable si existe un algoritmo que puede ejecutar la tarea deseada. Al mismo tiempo, demostró que un algoritmo es un proceso que puede ser definido por una máquina de Turing. Por lo tanto, una función computable es una función que tiene una máquina de Turing para calcularla. Esto puede parecer una forma enrevesada de definir la computabilidad, pero es la mejor que tenemos. “No es como si tuvieras la opción de definirlo de otra manera”, afirma Michael Sipser, informático teórico del Instituto de Tecnología de Massachusetts. «Creo que se acepta comúnmente que la tesis de Church-Turing dice que la noción informal de algoritmo corresponde a lo que puede hacer cualquier modelo computacional ‘razonable'». Otros matemáticos han ideado diferentes modelos de cálculo que parecen bastante diferentes en la superficie pero que en realidad son equivalentes: pueden hacer cualquier cálculo que las máquinas de Turing puedan hacer, y viceversa.

Solo unos años después de que Kurt Gödel demostrara que las matemáticas eran incompletas, Church y Turing demostraron con este trabajo que algunos problemas matemáticos son indecidibles: ningún algoritmo, por sofisticado que sea, puede decirnos si la respuesta es sí o no. Fueron ambos golpes devastadores para Hilbert, quien esperaba que las matemáticas tuvieran respuestas ordenadas e idealizadas. Pero tal vez sea mejor así: si existiera una solución general al Entscheidungsproblem, significaría que todos los problemas matemáticos podrían reducirse a simples cálculos mecánicos.

Más allá de responder a estas preguntas fundamentales, la máquina de Turing también condujo directamente al desarrollo de los ordenadores modernos a través de una variante conocida como máquina universal de Turing. Este es un tipo especial de máquina de Turing que puede simular cualquier otra máquina de Turing en cualquier entrada. Puede leer una descripción de otras máquinas de Turing (sus reglas y cintas de entrada) y simular sus comportamientos en su propia cinta de entrada, produciendo el mismo resultado que produciría la máquina simulada, al igual que los ordenadores actuales pueden leer cualquier programa y ejecutarlo. En 1945, John von Neumann propuso una arquitectura de ordenador, llamada arquitectura de von Neumann, que hizo posible el concepto de máquina universal de Turing en una máquina real.

Cuando Sanjeev Arora, informático teórico de la Universidad de Princeton, enseña este concepto, enfatiza una imagen filosófica más amplia. «Hay dos nociones de ‘universal'», explica. “Una noción de lo universal es que puede hacer funcionar cualquier otra máquina de Turing. Pero la otra noción mayor de ‘universal’ es que puede ejecutar cualquier cálculo que se te ocurra en el universo». En el mundo de la física clásica, cualquier proceso físico se puede modelar o simular mediante algoritmos que, a su vez, se pueden simular mediante una máquina de Turing.

Otra variante notable y cada vez más útil es la máquina de Turing probabilística. A diferencia de una máquina de Turing normal, que tiene una reacción bien definida para cada entrada, una máquina de Turing probabilística puede tener múltiples reacciones basadas en probabilidades. Esto significa que puede producir diferentes resultados para la misma entrada en diferentes momentos. Sorprendentemente, este tipo de estrategia probabilística puede ser más eficiente que un enfoque puramente determinista para ciertos problemas. Se ha demostrado que las ideas de las máquinas de Turing probabilísticas son útiles en la práctica en áreas como la criptografía, la optimización y el aprendizaje automático.

Estas máquinas abstractas son quizás la mejor prueba de que hacer preguntas fundamentales puede ser una de las cosas más útiles que puede hacer un científico.

 

El artículo original, The Most Important Machine That Was Never Built, se publicó el 3 de mayo de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo La máquina más importante nunca construida se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Nahúm Méndez

Lurra eta Artizarra, tamaina eta konposizio berdintsukoak izan arren, oso eboluzio geologiko eta atmosferiko ezberdinak izan dituzten bi planeta dira. Egin dituzten bideak hain izan dira bereiziak, non esan baitezakegu, itxuraz, elkarren oso antz txikia dutela.

Artizarra gure planeta “bikia” izanda, espero izango ez genituzkeen desberdintasun ugari aurkezten ditu Lurrarekin alderatuta, eta, ondorioz, haren irudia arraroa suerta dakiguke, besteak beste, honako ezaugarri hauek dituelako: gainazaleko tenperatura izugarri altuak –kontrara, gure planetako tenperaturak ur likidoa eta bizitza ahalbidetzen ditu–, plaken tektonikarik ez egotea –izan ere, plaken tektonika propietate emergente bat al da planeta harritsuetan edo Lurraren bitxikeria bat baino ez da? – eta sumendi aktiboen existentziaren froga urriak –nahiz eta Lurrarekin dituen antzekotasunak direla-eta oraindik planeta aktiboa izan beharko lukeen–.

Azken urteetan –batez ere, azken hamarkadan–, Artizarrari buruzko gure ikuspegia aldatzen hasi da; izan ere, azkenaldiko misioek eskuratutako datuen bidez ez ezik, duela hogeita hamar urte baino gehiago hartutako datuen azterketaren eta berrinterpretazioaren bidez ere, planeta horren jarduera geologikoari buruz dakiguna argitzen hasi gara.

1. irudia: gauza batzuetan antzeko planetak dira, baina badira zenbait forma, hala nola venusiar “krepe” hauek –pancake domes, ingelesez–, Lurrean baliokiderik ez dutenak. Laba domoak direla uste da –kasu horretan 65 kilometro inguruko diametroa dute eta metro bat baino gutxiagoko altuera, eta sabai oso laua–. (Argazkia: NASA/JPL. Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Izan ere, jarduera geologikorik ez ikusteak ez du esan nahi jarduera geologikorik ez dagoela: Artizarrean gertatzen denari zuzenean behatzea benetako buruhaustea da; izan ere, haren gainazala etengabe estaltzen dute hodeiek eta horrek uhin luzera ikusgarrian behatzea eragozten du. Horrenbestez, hari behatu ahal izateko, infragorriko leiho batzuk edo radar bat –hodeiak gorabehera, gainazalaren irudiak hartzeko gai da– daramaten misioak baliatzen dira.

Artizarraren gainazalean lurreratzeko gai diren misioei buruz hitz egitea erronka tekniko handia da oraindik; izan ere, tenperatura 450 ºC-tik gorakoa izan daiteke eta Lurrean baino 90 aldiz handiagoa da presio atmosferikoa, eta horrek asko mugatzen du horrelako misioen bizitza. Bide batez, azken urteotan ikusten ari garen proposamenetan ez dira ikusten hainbeste gainazalean ibiltzeko misioak, baizik eta atmosferan mugitzekoak –adibidez, globoak–; izan ere, atmosferako kondizioek biziraupen handiagoa bermatzen dute eta handik ere datu ugari eskura litezke, bai eta jarduera geologikoa, infrasoinuen erabileraren bidez, detektatu ere.

Argi dagoena da planetan zerbait gertatzen dela, haren gainazala, denbora igaro ahala, berritu egiten delako. Egiazki, orain arte, gure behaketek ezin izan dute baieztatu sumendi hauenen jarduera, baina azalpenik onenetako bat jarduera bolkanikoarena da, hau da, laba koladen eta beste fenomeno batzuen bidez aldatzen dela gainazala.

Izan ere, 2010. urteaz geroztik, gaur egun sumendi aktiboak daudela adierazten duten zenbait zantzu hauteman dira. Alde batetik puntu beroak egotea –infragorrian– Lurreko sumendien morfologian antzekoak diren gune menditsuen gainean, eta horrek gainazalean duela gutxiko koladak daudela adieraz dezake. Bestetik, Artizarreko atmosferan sufre dioxidoaren kontzentrazioa aldakorra izatea –jarduera bolkanikoarekin lotutako gasa Lurrean. Azkenik, fosfano polemikoa: egile batzuek iradokitzen dute haren jatorria ez dagoela lotuta bizitzarekin, eta atmosferako goi geruzetan fosfatoa duten konposatuak injektatzeko gai diren erupzio leherkorretan atmosferara igorritako gasetatik abiatuta eratu daitekeela.

Baina Science aldizkarian argitaratutako froga da gaur egun sumendi erupzioak badirela adierazten duen ebidentziarik garrantzitsuenetako bat. Magellan zundak 90eko hamarkadaren hasieran hartutako radar bidezko irudiek oraindik ere zenbait ezusteko ezkutatzen zituztela zirudien.

2. irudia: Maat Mons sumendiaren hiru dimentsioko berreraikuntza, Magellan misioaren datuekin egina. Ezkutu-sumendi hori Lurreko sumendien antzekoa da garaierari dagokionez, baina askoz diametro handiagoa du. (Argazkia: NASA/JPL-Caltech. Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Zundaren radarrak une ezberdinetan hartutako irudiak alderatuta, zientzialariak konturatu ziren aldaketa batzuk gertatu zirela Maat Mons mendian 1991ko otsailaren eta urriaren bitartean. Ezkutu-sumendi bat da, ia 5 kilometro altxatzen dena inguratzen duen lautadaren gainean, eta azken urteetan interes zientifikoa erakarri zuen; izan ere, haren morfologiak eta maldan behera erortzen ziren koladek duela gutxiko jarduera adierazten zuten, itxuraz.

Zer motatako aldaketak ikusi dituzte zientzialariek? Bi irudien artean sumendiaren kraterretako baten tamaina eta forma aldatu dela egiaztatu ahal izan da –kasu horretan, hasieran 2,5 kilometro karratu izatetik, gero ia 4 kilometro karratu izatera–. Zientzialariek uste dute hor laba laku bat egon zitekeela bi irudiak egin ziren uneen arteko zortzi hilabeteetan.

3. irudia: Magellan zundaren bi irudien erkaketa, aldaketa horiek erakusten dituena. Argi eta garbi ikusten da kraterraren morfologian izandako aldaketa. (Argazkia: Robert Herrick/UAF. Iturria: Cuaderno de Cultura Científica)

Beste azalpen alternatibo bat ere badago: krater hori handitzea haren hormen kolapso baten ondoriozkoa izan liteke, eraikin bolkanikoaren beraren ezegonkortasunak edo jatorri tektonikoko lurrikara batek eraginda, baina gure planetan mota eta tamaina horretako kolapsoak sumendien erupzio batetik hurbil egon ohi dira denboran.

Era berean, bigarren irudian, urriko irudian, mendi hegalean behera laba kolada berriak izan daitezkeenak ageri dira. Zoritxarrez, eta irudien bereizmena eta intzidentzia-angelua direla eta, ezin da baztertu lehendik hor egotea eta, besterik gabe, bigarren irudian gehiago nabarmentzea.

Dena bere bidean, hurrengo hamarkadaren hasieran bi misio berri izan genitzake Artizarraren orbitan: VERITAS eta EnVision. Planetaren jarduera geologikoari buruzko zenbait galdera argitzeko gai izango dira, eta, irekiera sintetikoko radarren bidez, gainazalaren irudiak hartu –eta aldaketak aztertu– ahal izango dituzte, aurrekaririk gabeko bereizmenarekin, aurreko misioen aldean. Nolanahi ere, batek daki ez ote garen gai izango, oraindik, planeta-misio zaharren datuetan ezkutatutako ezusteko are handiagoak aurkitzeko.

Erreferentzia bibliografikoak:

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Cordiner, Martin A.; Villanueva, Geronimo L.; Wiesemeyer, H.; Milam, S. N.; de Pater, Imke; Moullet, Arielle; Aladro, Rebeca; Nixon, Conor A.; Thelen, Alexander E.; Charnley, S. B.; Stutzki, J.; Kofman, Vincent; Faggi, Sara; Liuzzi, Giuliano; Cosentino, Richard; McGuire, Brett. Phosphine in the Venusian Atmosphere: A Strict Upper Limit From SOFIA GREAT Observations. Geophysical Research Letters, 49 (22). DOI:  10.1029/2022GL101055

Basilevsky, Alexander T.; Shalygin, Eugene V.; Titov, Dmitrij V.; Markiewicz, Wojciech J.; Scholten, Frank; Roatsch, Thomas; Kreslavsky, Mikhail A.; Moroz, Lyuba V.; Ignatiev, Nikolai I.; Fiethe, Björn; Osterloh, Björn; Michalik, Harald (2012). Geologic interpretation of the near-infrared images of the surface taken by the Venus Monitoring Camera, Venus Express. Icarus 217 (2), 434–450. DOI: 10.1016/j.icarus.2011.11.003

Zhang, Xi. (2014). On the Decadal Variation of Sulphur Dioxide at the Cloud Top of Venus. European Planetary Science Congress. https://meetingorganizer.copernicus.org/EPSC2014/EPSC2014-189.pdf

Egileaz:

Nahúm Méndez Chazarra geologo planetarioa eta zientzia-dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko martxoaren 20an: ¿Es esta la prueba definitiva de que Venus tiene volcanes activos?

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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