30/05/2021

Què és el primer que mirarà el telescopi espacial James Webb?

Aquesta imatge del telescopi espacial Spitzer ofereix una vista infraroja d'un dels primers objectius de Webb: la galàxia espiral barrada NGC 253.

Clic per engrandir. Crèdit: NASA/JPL-Caltech.

NGC 253 és coneguda com una galàxia d'esclat d'estrelles perquè està bombant noves estrelles a un ritme prodigiós. També hi supercúmuls estel·lars, que el telescopi espacial James Webb estudiarà per conèixer el seu entorn i l'impacte que tenen en ell.


Northrop Grumman lidera l'equip industrial que construeix el telescopi espacial James Webb de la NASA. Aquest revolucionari observatori és el major telescopi construït per a l'espai i el telescopi infraroig més potent que existeix. És el successor científic del telescopi espacial Hubble. El telescopi Webb viatjarà a 1 milió de milles de la Terra i mirarà cap a enrere més de 13.500 milions d'anys, proporcionant imatges de les primeres galàxies formades i observant planetes inexplorats al voltant d'estrelles llunyanes. La innovadora tecnologia desenvolupada per al telescopi Webb ampliarà la nostra comprensió de l'univers, reescriurà els llibres de text i inspirarà a una futura generació d'enginyers i científics.

Aquesta animació capta el viatge del Webb a la seva òrbita, a un milió de milles de la Terra, i descriu la seqüència d'esdeveniments que envolten el llançament i el desplegament d'aquest observatori que canviarà el terreny de joc. El temps de viatge, la distància i la transformació del telescopi mentre es desplega s'inclouen en aquesta seqüència.

Pots trobar més informació sobre el telescopi espacial James Webb publicada anteriorment al blog fent un clic aquí, i accedir a la galeria d'imatges del telescopi fent un altre clic aquí.

 Clic per engrandir. Tasques de muntatge del telescopi James Webb.
Crèdit: NASA/JPL-Caltech


26/05/2021

Aire i mar per estudiar els remolins oceànics

 

Clic per engrandir. Crèdit: NASA/Goddard Space Flight Center Ocean
Color/NOAA-20/NASA-NOAA Suomi NPP

Mitjançant l'ús d'instruments científics a bord d'un planador oceànic autopropulsat i de diversos avions, aquest primer desplegament de la missió de l'Experiment de Dinàmica Oceànica a Subescala (S-MODE) desplegarà el seu conjunt d'instruments aquàtics i aeris per assegurar-se que treballen junts per mostrar el que està succeint just sota la superfície de l'oceà. La campanya de camp completa començarà a l'octubre de 2021, amb l'aeronau basada en el Centre d'Investigació Ames de la NASA. 

L'equip de S-MODE espera aprendre més sobre els moviments a petita escala de l'aigua de l'oceà, com els remolins. Aquests remolins s'estenen al llarg d'unes 6,2 milles o deu quilòmetres, movent lentament l'aigua de l'oceà en forma de remolí. Els científics creuen que aquests remolins tenen un paper important en el trasllat de la calor de la superfície a les capes oceàniques inferiors, i viceversa. A més, els remolins poden tenir un paper en l'intercanvi de calor, gasos i nutrients entre l'oceà i l'atmosfera terrestre. La comprensió d'aquests remolins a petita escala ajudarà als científics a entendre millor com els oceans de la Terra frenen el canvi climàtic global. 

En aquesta imatge, la dinàmica oceànica a submeso escala, com els remolins i les petites corrents, és responsable del patró de remolins d'aquestes floracions de fitoplàncton (mostrades en verd i blau clar) en l'Oceà Atlàntic Sud el 5 de gener de 2021.

Aquesta va ser considerada per la NASA el 19 de Maig de 2021 com la seva imatge del dia.

 

Ho he vist aquí.

25/05/2021

Què passaria si caiguessis en un forat negre?

 

Clic per engrandir. Aquesta simulació d'un forat negre supermassiu mostra com
distorsiona el fons estel·lar i capta la llum, produint una silueta de forat negre.
Crèdit: Centre de vol espacial Goddard de la NASA, ESA/Gaia/DPAC.

Les profunditats dels forats negres són espais de misteri i fantasia, però això no vol dir que no puguem abordar-los científicament. Viatgem doncs, junts fins a les fronteres de la realitat tal com la coneixem.

Què passaria si caiguéssiu en un forat negre? Et desintegraries en una sopa de milers de milions de milions de partícules elementals? Us comunicaria amb una espècie alienígena intel·ligent com a la pel·lícula de 1997 Contact? O entraríeu en una dimensió alternativa amb vista a la biblioteca d’un ésser estimat com a la pel·lícula Interstellar?

En un forat negre, ningú et veurà desaparèixer

Els forats negres són objectes plens de misteri, fins i tot per als astrofísics que els converteixen en objecte d’expertesa. Tan extrems que sacsegen la nostra comprensió de les lleis fonamentals que regeixen l’Univers, aquests monstres còsmics es revelen pas a pas als ulls del món, però queda un enigma intangible, l’amagat als seus cors. Durant una de les seves conferències, Stephen Hawking va dir: “A l’espai, ningú no us escoltarà cridar; i en un forat negre, ningú et veurà desaparèixer". Tanmateix, explorem el que ens diu la teoria, des del moment que us acosteu al forat negre i des del moment que us submergiu en les seves profunditats.


Malgrat ser els subtítols del vídeo bastant entenedors, si no domineu gaire el francès a continuació podeu trobar-ne la traducció pam a pam:

Què passaria si caiguessis en un forat negre? 

Així és com es veuria des del punt de vista d'un observador extern:

  • A mesura que t'acostes a la vora del forat negre, disminueixes progressivament la velocitat
  • En efecte, un forat negre corba l'espai, però també el temps.
  • Així, uns minuts per a tu duren hores lluny del forat negre.
  • Després dies, mesos i milions d'anys ...
  • l'horitzó de successos és el punt de no retorn.
  • Un cop creuat, la vostra imatge sembla congelada durant molt de temps.
  • En aquest espai hiper-curvat, sents el teu cos com si es distendis.

Ara anem a veure-ho des del vostre punt de vista:

  • Sents que la gravetat és cada vegada més forta en els peus que a la part superior del cos.
  • Cada vegada més ràpid, el vostre cos "s'espaguetitza".
  • No sabem què passa a les profunditats dels forats negres ....
  • però, a priori, malauradament no estaràs viu per presenciar-ho...

... per tant, us aconsellem que no intenteu l'experiment.

 

Ho he vist aquí.

24/05/2021

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C18

Clic per engrandir. Imatge de C18. Crèdits: NASA, ESA, i A. Ferguson (University
of Edinburgh, Institute for Astronomy); Processament: Gladys Kober
(NASA/Catholic University of America)

Situada a Cassiopea, no gaire lluny de Caldwell 17, Caldwell 18 és una galàxia nana i un satèl·lit de la galàxia d'Andròmeda. També coneguda com NGC 185, és membre del Grup Local de galàxies. Caldwell 18 destaca pel seu nucli galàctic actiu, una regió al centre de la galàxia que emet una radiació extrema en part de l'espectre electromagnètic. 

Alguns astrònoms classifiquen Caldwell 18 com una galàxia Seyfert de tipus II. Aquest tipus de galàxies són intensament brillants quan s'observen en longituds d'ona infraroges, malgrat el seu escàs brillantor en longituds d'ona visibles. Tot i que la classificació de Caldwell 18 segueix sent objecte de debat en la comunitat astronòmica, si es tracta d'una galàxia Seyfert, seria l'única coneguda al Grup Local i la més propera a la Terra.

Caldwell 18 va ser descoberta el 1787 per l'astrònom britànic William Herschel (que també va descobrir el planeta Urà). És visible des de l'hemisferi nord a la tardor i des de latituds septentrionals de l'hemisferi sud a la primavera. Amb una magnitud aparent de 9,2, aquesta galàxia es pot trobar amb prismàtics potents. Caldwell 18 és més fàcil de detectar que la seva veïna Caldwell 17, perquè el seu centre sembla més circular i compacte que el de la seva veïna.

Aquesta imatge del Hubble combina observacions preses amb la Càmera de Gran Angular 3 del Hubble en longituds d'ona visibles i infraroges. Els núvols de pols apareixen prop del centre de la galàxia, i un cúmul estel·lar globular apareix a l'esquerra. Aquestes observacions del Hubble van ajudar als astrònoms a estudiar les característiques dels cúmuls globulars en les galàxies nanes properes. 

Clic per engrandir. La imatge terrestre de Caldwell 18 (NGC 185) del Digitized
Sky Survey (DSS: Estudi digitalitzat del cel), mostrada en la part inferior esquerra,
inclou un quadrat blanc que delimita la zona de la galàxia captada per la WFC3
(Càmera gran Angular 3) del Hubble. Crèdits: Imatges terrestres: Digitized Sky
Survey; imatge del Hubble: NASA, ESA, i A. Ferguson (University of Edinburgh,
Institute for Astronomy); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Clic per engrandir. La imatge terrestre de Caldwell 18 (NGC 185) a la part superior
esquerra és del Digitized Sky Survey (DSS) i mostra els llocs d'algunes observacions
addicionals del Hubble de la galàxia. La imatge de dalt a la dreta és una composició
d'observacions preses per l'Advanced Camera for Surveys (ACS; sigles en anglès de
Càmera avançada per sondejos), mentre que les dues imatges inferiors són
composicions de la Wide Field and Planetary Camera 2 (WFPC2; Càmera Planetària
i de Gran Angular 2). Cada imatge del Hubble està formada per observacions preses
en llum visible i infraroja. Crèdits: Imatge terrestre: Digitized Sky Survey; imatge
ACS del Hubble: NASA, ESA, i A. Ferguson (University of Edinburgh, Institute for
Astronomy); imatge WFPC2 del Hubble: NASA, ESA, i D. Geisler (Universidad de
Concepcion); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

 

C18 al web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del blog

 

23/05/2021

Gabinet de curiositats: 9 L’ou de Colom de Nikola Tesla

Benvinguts a aquest nou capítol del  gabinet de curiositats! Avui hem marxat a descobrir el vincle inesperat entre Nikola Tesla i Cristòfor Colom. Tot comença amb un ou. Posa’t còmode que comencem. 

 Clic per engrandir. L'ou de Colom de Nikola Tesla, presentat a la Exposició Universal
de 1893. Crèdit: Domini públic.

Amb un títol com a Gabinet de curiositats, era una aposta segura que el nom de Nikola Tesla aparegués tard o d’hora en aquesta columna. Inventor de geni, caràcter atípic i gran amant dels coloms, aquest científic serbi nascut en una tarda tempestuosa captiva irremeiablement la nostra imaginació i curiositat. Probablement heu vist una demostració de les seves bobines homònimes o heu sentit a parlar de les seves bombetes sense fil; però per aquest primer capítol que li dediquem (perquè sí, n’hi haurà diversos), anem a examinar un dels seus invents menys coneguts, però captivadors, presentat a l’Exposició Universal de 1893.

"Només calia pensar-hi": l'ou de Colom

La nostra història comença 400 anys abans. Cristòfor Colom, recentment coronat de glòria, acabava de redescobrir les Amèriques. Es troba al costat de diversos membres de la noblesa espanyola, assaborint una breu escala castellana. Com no és d’estranyar, és al voltant de les gestes del conquistador que els convidats han decidit dirigir la conversa, però un d’ells, potser per broma o provocació, es nega a donar-li crèdit per aquest descobriment. "Monsieur Christophe" diu, "encara que vostè no hagués trobat les Índies, no hauríem mancat d'un home que hagués intentat el mateix que vostè, aquí al nostre propi país d'Espanya, perquè està ple de grans homes hàbils en cosmografia i literatura".

Colom no perd la calma. Agafant un ou dur del plat, el posa sobre la taula i exclama: "Senyors, aposto amb tots vostès que no podreu fer que aquest ou quedi dret sense cap altre objecte". Aleshores, l’ou circula de mà en mà entre els seus divertits companys de taula, que intenten, durant uns instants, afrontar el repte que se’ls ha llançat, cal dir-ho sense massa èxit. Quan torna a les mans de l'orgullós explorador, el xoca contra la taula per aplanar un extrem, proporcionant a l'ou una base per descansar. Fàcil un cop se sap fer-ho. Però el que diferencia Colom de la resta no és tant la solució, sinó el fet d'haver-ho pensat. 

Clic per engrandir. La demostració de l'ou de Colom, il·lustració de William
Hogarth. Crèdit: Domini públic

Tot i que l’anècdota és molt probablement apòcrifa, continua vivint a les pàgines de la història, l’expressió “ou de Colom” que denota una idea senzilla però enginyosa, evident després de donar la solució. Avui, per descomptat, els èxits del conquistador ja no són unànimes, en gran part enfosquits pels brutals mètodes que va emprar per aconseguir-los. Però a l’època de Tesla, el 400è aniversari del descobriment de les Amèriques era un esdeveniment celebrat. Per tant, l’Exposició Universal de 1893 té lloc a Colòmbia i l’inventor serbi té la intenció de presentar la seva nova versió de l’ou de Colom per a l’ocasió.

L’ou rodant aplega multituds

Al Palau de la Electricitat, tothom es disposa a admirar els darrers avenços d’Edison General Electric i el seu gran enemic, la Westinghouse Electric Corporation. Thomas Edison ha vingut amb el seu quinetoscopi, sismògraf, incubadora elèctrica i telègraf, però sap en el fons que no guanyarà aquesta batalla, una de les darreres de la Guerra de les Corrents. De fet, va ser George Westinghouse qui va aconseguir el contracte i el va convertir en el proveïdor d'electricitat de tota l'Expo, i la presència de Tesla al seu costat només reforça el seu èxit amb el públic.

Clic per engrandir. L'ou de Colom de Nikola Tesla, presentat a la Exposició
Universal de 1893. Crèdit: Domini públic

Una part de l’exposició està dedicada íntegrament als invents d’aquests darrers i, entre aquests, un en particular no deixa de cridar l’atenció. Més enllà del carril metàl·lic que els separa dels dispositius elèctrics, els visitants poden observar una estranya plataforma de fusta similar a una pista de circ en miniatura. Al centre hi ha un objecte de coure ovoide, tan gran com un ou d’estruç. Un simple clic del commutador i comença a girar; una bona demostració en si mateixa per a l’època, però que encara no mereix la seva associació amb Cristòfor Colom. Els espectadors no han d’esperar molt, però, perquè en menys de cinc segons l’ou de coure oscil·la i es redreça fins girar en equilibri sobre la seva punta.

 Demostració de l'ou de Colom concebut per Tesla el 1883. Crèdit: PhysicsFun

La ciència entra en acció

La solució desenvolupada per Nikola Tesla és, diguem-ho bé, molt més elegant que la del seu predecessor espanyol i es basa en dos principis: el magnetisme i l’impuls angular. L'ou es fa girar mitjançant un estator envoltat de quatre bobines de coure, alimentades per corrent alterna i capaces de generar un camp magnètic giratori. Això és el que fa que l’ou giri sobre si mateix. Quant a la raó per la qual s’aixeca de punta, no té res a veure amb el magnetisme, sinó amb el moment angular de l’objecte i la fricció que experimenta.

De fet, res no us impedeix reproduir l’experiència amb un senzill ou dur que gireu prou ràpid, com una filatura. L’explicació d’aquest fenomen sorprenent no es va descobrir fins al 2002 i mereixeria un article sencer per ser detallada correctament. Per tant, suggereixo als més valents de vosaltres que es refereixin al lloc del físic Rod Cross, per tal de descobrir-ne les subtileses. Ens conformem amb dir que l’ou gira al voltant d’un eix curt que, amb una velocitat i una fricció de rotació suficients, pot inclinar-se sobre un eix de rotació llarg que fa que es mantingui vertical, en alineació amb el seu centre de gravetat.

Clic per engrandir. L'experiment de l'ou en rotació a confós durant molt
de temps als físics. Crèdit: Rod Cross

Tot seguit, Tesla exposà el seu Ou de Colom al seu laboratori dels carrer East Houston 46 i 48, a Nova York, per a delit dels seus visitants. Sembla innocu al costat de les bobines gegants i els seus arcs elèctrics, però, marca la culminació d’anys d’estudi del camp magnètic giratori, que Tesla va ser un dels primers a posar en pràctica. També és la clau que permetrà a l’inventor alliberar fons substancials per desenvolupar el motor asíncron actualment en ús a tot el món i, per tant, mereixia aparèixer en aquest nou capítol del  gabinet de curiositats.


I nou! Ens veiem ben aviat en un nou capítol del Gabinet de Curiositats. © nosorogua, Adobe Stock, Futura.

Veure:

Anterior: 8. Micrographia, el llibre de ciència més bonic mai publicat

Següent: 10 El bec del calamar, una arma formidable i indestructible
 
 


Ho he vist aquí.

22/05/2021

STARFORGE: La impressionant simulació del naixement de les estrelles és la més realista de la història

Clic per engrandir. Instantània de la primera simulació completa de STARFORGE.
Sobrenomenada "l'Enclusa de la Creació", un gegantí núvol molecular amb formació
d'estrelles individuals i una àmplia retroalimentació, incloent dolls protoestel·lars,
radiació, vents estel·lars i supernoves de col·lapse del nucli. Crèdit:
Northwestern University/UT Austin
 

Primer model d'alta resolució que simula un núvol de gas complet on neixen les estrelles

Un equip d'astrofísics de la Universitat de Northwestern ha desenvolupat la simulació 3D més realista i de major resolució de la formació d'estrelles fins a la data. El resultat és una meravella visual i matemàtica que permet als espectadors surar al voltant d'una acolorit núvol de gas a l'espai 3D mentre veuen sorgir estrelles rutilants. 

Anomenat STARFORGE, sigles en anglès de Star Formation in Gaseous Environments (Formació d'estrelles en entorns gasosos), el marc computacional és el primer que simula un núvol de gas complet -100 vegades més massiu del que era possible fins ara i ple de vibrants colors- on neixen les estrelles. 

També és la primera simulació que modela simultàniament la formació, l'evolució i la dinàmica de les estrelles tenint en compte la retroalimentació estel·lar, inclosos els dolls, la radiació, el vent i l'activitat de les supernoves properes. Mentre que altres simulacions s'han incorporat tipus individuals de retroalimentació estel·lar, STARFORGE els posa junts per simular com aquests diversos processos interactuen per afectar la formació estel·lar.

Es tracta de la primera simulació numèrica de la formació estel·lar en un núvol
molecular gegant massiu (20.000 masses solars) amb formació estel·lar
individual i un tractament complet de la retroalimentació, des dels dolls
protoestel·lars, la radiació en 5 bandes de freqüència, els vents estel·lars i les
supernoves de col·lapse del nucli. Això la converteix en la primera simulació
completa de STARFORGE. Aquest núvol en particular ha estat sobrenomenat
"l'Enclusa de la Creació". Crèdit: Starfoge, YouTube.

Utilitzant aquest meravellós laboratori virtual, els investigadors pretenen explorar qüestions que es plantegen des de fa temps, com ara per què la formació d'estrelles és lenta i ineficient, què determina la massa d'una estrella i per què les estrelles tendeixen a formar-se en cúmuls.

Els investigadors ja han utilitzat STARFORGE per descobrir que els dolls protoestel·lars (corrents de gas d'alta velocitat que acompanyen a la formació de les estrelles) tenen un paper fonamental en la determinació de la massa d'una estrella. Al calcular la massa exacta d'una estrella, els investigadors poden determinar la seva brillantor i els seus mecanismes interns, així com fer millors prediccions sobre la seva mort. 

Recentment acceptada per la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, una còpia avançada del manuscrit, que detalla la investigació en la qual es basa el nou model, va aparèixer en línia el 17 de maig de 2021. Al febrer de 2021 es va publicar a la mateixa revista un article adjunt en què es descriu com els dolls influeixen en la formació de les estrelles.

"La gent ha estat simulant la formació d'estrelles des de fa un parell de dècades, però STARFORGE és un salt quàntic en la tecnologia", va dir Michael Grudic de Northwestern, qui co-dirigeix el treball. "Altres models només han pogut simular una petita part del núvol on es formen les estrelles, però no tot el núvol en alta resolució. Sense veure el panorama complet, ens perdem molts factors que podrien influir en el resultat de l'estrella".

"Com es formen les estrelles és una qüestió central en l'astrofísica", afirma Claude-André Faucher-Giguère, de Northwestern, autor principal de l'estudi. "Ha estat una qüestió molt difícil d'explorar degut a la varietat de processos físics implicats. Aquesta nova simulació ens ajudarà a abordar directament qüestions fonamentals que abans no podíem respondre de forma definitiva". 

Clic per engrandir. Instantània d'una simulació de STARFORGE. Un nucli de gas
en rotació col·lapsa, formant un estel central que llança dolls bipolars al llarg dels
seus pols mentre s'alimenta del gas del disc circumdant. Els dolls arrosseguen el
gas fora del nucli, limitant la quantitat que l'estrella pot finalment acumular.
Crèdit: Northwestern University/UT Austin

Grudic és becari postdoctoral al Centre d'Exploració i Investigació Interdisciplinària en Astrofísica (CIERA) de Northwestern. Faucher-Giguère és professor associat de física i astronomia a la Facultat d'Arts i Ciències Weinberg de Northwestern i membre del CIERA. Grudic ha codirigit el treball amb David Guszejnov, becari postdoctoral de la Universitat de Texas a Austin.

Des del principi fins al final, la formació d'estrelles triga desenes de milions d'anys. Per això, encara que els astrònoms observen el cel nocturn per entreveure el procés, només poden veure una breu instantània.

"Quan observem la formació d'estrelles en una regió determinada, tot el que veiem són llocs de formació estel·lar congelats en el temps",  va dir Grudic. "Les estrelles també es formen en núvols de pols, pel que en la seva majoria estan ocultes".

Perquè els astrofísics puguin veure el procés complet i dinàmic de la formació estel·lar, han de recórrer a les simulacions. Per desenvolupar STARFORGE, l'equip va incorporar un codi computacional per a múltiples fenòmens de la física, com la dinàmica de gasos, els camps magnètics, la gravetat, l'escalfament i el refredament i els processos de retroalimentació estel·lar. El model, que de vegades triga tres mesos a executar una simulació, requereix un dels més grans super-ordinadors del món, una instal·lació finançada per la National Science Foundation i gestionada pel Texas Advanced Computing Center.

La simulació resultant mostra una massa de gas (de desenes a milions de vegades la massa del sol) flotant a la galàxia. A mesura que el núvol de gas evoluciona, forma estructures que es col·lapsen i es trenquen en trossos, que finalment formen estrelles individuals. Una vegada que es formen les estrelles, llancen dolls de gas cap a l'exterior des d'ambdós pols, travessant el núvol circumdant. El procés acaba quan no queda gas per formar més estrelles. 

STARFORGE ja ha ajudat a l'equip a descobrir un nou i crucial coneixement de la formació estel·lar. Quan els investigadors van realitzar la simulació sense tenir en compte els dolls, les estrelles van acabar sent massa grans: 10 vegades la massa del Sol. Després d'afegir els raigs a la simulació, les masses de les estrelles van resultar molt més realistes: menys de la meitat de la massa del Sol.

"Els raigs interrompen el flux de gas cap a l'estrella", va dir Grudic. "Essencialment, expulsen el gas que hauria acabat en l'estrella i augmentat la seva massa. Ja sospitàvem que això podria passar, però al simular tot el sistema, tenim una sòlida comprensió de com funciona".

 Clic per engrandir. Instantània de la primera simulació completa de STARFORGE.
Sobrenomenada "l'Enclusa de la Creació", un gegantí núvol molecular amb formació
d'estrelles individuals i una àmplia retroalimentació, incloent dolls protoestel·lars, radiació,
vents estel·lars i supernoves de col·lapse del nucli. Crèdit: Northwestern University/UT Austin

A més de comprendre millor les estrelles, Grudic i Faucher-Giguère creuen que STARFORGE pot ajudar-nos a aprendre més sobre l'univers i fins i tot sobre nosaltres mateixos.

"Entendre la formació de les galàxies depèn de les suposicions sobre la formació de les estrelles", va dir Grudic. "Si podem entendre la formació de les estrelles, llavors podem entendre la formació de les galàxies. I si entenem la formació de les galàxies, podem entendre millor de què està fet l'univers. Entendre d'on venim i com estem situats en l'univers depèn, en darrera instància, de la comprensió dels orígens de les estrelles".

"Conèixer la massa d'una estrella ens indica la seva brillantor, així com el tipus de reaccions nuclears que es produeixen al seu interior",  explica Faucher-Giguère. "Amb això, podem aprendre més sobre els elements que es sintetitzen en les estrelles, com el carboni i l'oxigen, elements dels quals també estem fets".

Referència: "STARFORGE: Toward a comprehensive numerical model of star clúster formation and feedback" per Michael I Grudic, Dávid Guszejnov, Philip F Hopkins, Stella SR Offner i Claude-André Faucher-Giguère 17 de maig de 2021, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / MNRAS / stab1347

L'estudi va comptar amb el suport de la National Science Foundation i la NASA. 

 

Ho he vist aquí.

21/05/2021

Desi: intel·ligència artificial amb 5.000 ulls per desbloquejar els secrets de l'energia fosca

Clic per engrandir. Una vista del telescopi utilitzat per a la missió Desi. Crèdit: 2018
Dark Energy Spectroscopic Instrument.

L’expansió accelerada del cosmos observable és innegable, però encara no està clar què el provoca. Si es tracta d’energia fosca, determinar la seva naturalesa és un dels majors desafiaments de l’astrofísica moderna. Per afrontar aquest repte, els investigadors reben ajuda de la IA (Inteligencia Artificial) com a part d’un programa d’observació i cartografia del cosmos que té previst observar uns 35 milions de galàxies durant milers de milions d’anys.

Des de finals de la dècada de 1990 sabem que l’Univers observable s’ha expandit accelerat durant uns quants milions d’anys, mentre que el model cosmològic vigent abans d’aquest final de mil·lenni implicava que aquesta expansió s’havia desaccelerat durant uns 13.000 a 14.000 milions d’anys. Entre els supòsits que expliquen aquesta acceleració s'expressa en les equacions del camp de gravitació d'Einstein per la presència d'un terme anomenat constant cosmològica, hi ha que aquest terme expressa la presència d'una energia de densitat exòtica anomenada energia fosca. (La constant d'Einstein pot ser que no sigui nul·la sense energia fosca, però simplement assumint que no es pot tractar el cosmos observable com a homogeni a una escala prou gran com es pot fer per a l'aigua, tot i que està compost de molècules).

Realment ningú no sap quin seria l’origen de l’energia fosca. Generalment es consideren dues teories principals, la de l’energia quàntica del buit i l’existència d’un nou camp de partícules similars al bosó Brout-Englert-Higgs. A diferència de la primera teoria on l’energia fosca no pot canviar ni en el temps ni en l’espai perquè en ser una manifestació de les fluctuacions quàntiques dels camps sota el control de les famoses desigualtats de Heisenberg, la densitat energètica d’aquest nou camp, anomenat camp per excel·lència en memòria d’ Aristòtil, pot variar en l’espai i el temps.

Com desvetllar els secrets de l’energia fosca? Podeu triar l'idioma de subtitulaci
a la configuració del vídeo. Crèdit: Berkeley Lab

L’energia fosca, la clau del destí de l’Univers?

Si aquest és el cas, no coneixerem el destí final del cosmos fins que no coneguem la naturalesa precisa de la quinta essència. De fet, repulsiu i, per tant, que condueixi a una acceleració de l'expansió, podria esdevenir atractiu i provocar en un futur determinable un col·lapse de l'Univers observable que potser (de nou?) Podria provocar un rebot amb un nou Big Bang.

Per comprovar totes aquestes hipòtesis, és necessari poder mesurar amb una precisió suficient, i durant un període d'almenys 12.000 milions d'anys, els valors de la velocitat d'expansió del cosmos observable, i això és el que els astrofísics i cosmòlegs s'han compromès a fer amb diversos projectes, inclosa la missió internacional Desi (Sigles en anglés de Dark Energy Spectroscopic Instrument-Instrument Espectroscòpic per l'Energia Fosca), liderada per la Universitat de Berkeley a Califòrnia i que reuneix a 600 investigadors, inclosos els de CEA-Irfu, molt implicats a diferents nivells.

El CEA també acaba d’anunciar, mitjançant un comunicat de premsa, que el 17 de maig de 2021 el telescopi Desi de quatre metres instal·lat a Kitt Peak (Arizona) havia començat la seva recerca dels secrets de l’energia fosca i que les dades col·leccionarà sobre els espectres d'aproximadament 35 milions de galàxies de la volta celestial serien estudiades amb l'ajut de la intel·ligència artificial (IA).

Podeu triat l'idioma de la subtitulació a la configuració del vídeo. L'instrument
espectroscòpic d'energia fosca Desi (Irfu, CEA) va veure la seva
"primera llum" fa temps. Permetrà als investigadors qüestionar l’evolució de
l’Univers i confrontar-lo amb la realitat del model estàndard de cosmologia. Aquest
últim suposa l’existència d’un component desconegut i mai observat directament
que els investigadors anomenen “energia fosca”. Crèdit: CEA Sciences.

Aquests 35 milions de galàxies van ser seleccionats d'entre 200.000 imatges de 1.405 nits d'observacions de la volta celeste i d'una població d'aproximadament dos mil milions d'objectes. La tasca, òbviament, requeria l’ajut de la IA que funcionava sobre la base de criteris que li permetien anar a la recerca de galàxies que va ordenar en quatre tipus que corresponen a diferents èpoques de la història del cosmos observable, entre 12 i 4.000 milions d’anys.

Una acceleració de l'expansió mesurada amb un error inferior al 1%

L’objectiu principal és mesurar amb una precisió inferior al 1% la variació en el temps de la velocitat d’expansió de l’Univers observable, variació que depèn de la naturalesa física de la causa de l’acceleració recent d’aquesta expansió. Un dels ingredients per aconseguir-ho consisteix a mesurar el desplaçament espectral cap al vermell de cadascuna de les 35 milions de galàxies per combinar-lo en particular amb la forma en què aquestes galàxies es distribueixen en 3D en el volum d’espai observat i, per tant, durant un període fa poc menys de 10.000 milions d’anys.

Per fer-ho, Desi organitzarà automàticament i successivament paquets de 5.000 fibres òptiques a la pantalla formant les imatges d’aquestes galàxies. Cada fibra associada a una galàxia, conduirà la llum rebuda cap a un dels 10 espectrògrafs instal·lats al telescopi.

Es preveu que la tasca duri uns cinc anys i, per tant, els milions d’espectres recopilats s’analitzaran amb algoritmes d’aprenentatge profund com els que s’utilitzen en els detectors del LHC per identificar i mesurar esdeveniments rars al diluvi de partícules produïdes per les col·lisions de protons.

Per tant, podem esperar que d’aquí a uns anys i gràcies a la intel·ligència artificial sabrem més sobre la naturalesa de l’energia fosca i potser sobre l’origen i el destí del cosmos.


Ho he vist aquí.

20/05/2021

La Solar Orbiter capta les primeres ejeccions de massa coronal

 Clic per engrandir. Recreació artística de la Solar Orbiter a prop del Sol. Crèdit: NASA, ESA

La combinació d'imatges de tres instruments de teledetecció de la Solar Orbiter; la Càmera en l'ultraviolat extrem (EUI, sigles en anglès de Extrem Ultraviolet Imager), el coronógraf Metis i la càmera heliosférica de la Solar Orbiter (SoloHI) - proporciona vistes pròximes i àmplies de l'evolució de una ejecció de massa coronal (CME) els dies 12 i 13 de febrer de 2021. Les CME són erupcions de partícules de l'atmosfera solar que surten disparades cap al Sistema solar. 

Aquest recull comença amb una vista del Sol complet des de la EUI, amb la CME envoltada a la part inferior esquerra. Aquestes imatges mostren la part inferior de la corona del Sol (atmosfera) quan la CME salta per primera vegada cap a l'espai. 

Metis, un coronògraf bloqueja la llum de la superfície solar (representada com la regió negra sense dades), permetent veure la corona exterior del Sol, més tènue. El camp de visió de Metis capta la CME quan s'estén des d'uns 2,9 a 5,6 radis solars, seguida d'una erupció a menor escala possiblement relacionada amb la reconfiguració de la corona solar després de la CME. 

Finalment, la pel·lícula s'allunya per mostrar les observacions de SoloHI, que abasten des de 8,5 radis solars fins a 45 radis solars, o 0,2 UA (on 1 UA, o unitat astronòmica, és la distància Terra-Sol). SoloHI pren imatges del vent solar (la corrent de partícules carregades que el Sol allibera constantment a l'espai exterior) captant la llum dispersada pels electrons al vent. 

El punt "perdut" a l'extrem dret de les imatges del SoloHi és una àrea sobreexposada on la llum d'un altre instrument es reflecteix en la vista de SoloHI. Els petits requadres en blanc i negre que apareixen són blocs de telemetria, un artefacte de la compressió de la imatge pel seu enviament a la Terra.

Solar Orbiter és una missió espacial de col·laboració internacional entre l'ESA i la NASA. 

 

Ho he vist aquí.

17/05/2021

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C17

Clic per engrandir. C17. Crèdit: NASA, ESA, i A. Ferguson (University of Edinburgh,
Institute for Astronomy); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America).

Caldwell 17, també coneguda com NGC 147, és una galàxia nana situada a uns 2,5 milions d'anys llum de la Terra. Forma part del Grup Local de galàxies, dominat per la nostra Via Làctia i la galàxia d'Andròmeda. Caldwell 17, com la seva veïna Caldwell 18, és un satèl·lit llunyà de la galàxia d'Andròmeda. Igual com els planetes del sistema solar estan lligats gravitatòriament al Sol, aquestes galàxies més petites estan lligades al seu amfitrió galàctic molt més massiu. Encara que moltes classes de galàxies poden existir com satèl·lits, les galàxies esferoïdals nanes (galàxies petites, tènues i de forma esfèrica) com Caldwell 17 s'han observat en aquest paper amb més freqüència que qualsevol altre tipus de galàxia.

Les galàxies satèl·lits nanes tendeixen a aparèixer molt difuses i tènues, pel que poden ser difícils de detectar (especialment en cels contaminats o boirosos). Caldwell 17 no és una excepció. Té una magnitud aparent de 9,5, i els observadors necessitaran un petit telescopi instal·lat en un lloc fosc per detectar la dèbil galàxia. Caldwell 17 es troba a l'extrem sud de la constel·lació de Cassiopea, entre el patró en "W" de la constel·lació i la galàxia d'Andròmeda. (La veïna Caldwell 18 és més brillant i menys difusa, pel que és més fàcil de veure). La millor època de l'any per albirar Caldwell 17 des de l'hemisferi nord és a la tardor. També es pot veure en latituds septentrionals de l'hemisferi sud a la primavera. La galàxia va ser descoberta per l'astrònom anglès John Herschel al setembre de 1829.

Aquesta imatge de Caldwell 17 és una composició d'observacions realitzades en llum visible i infraroja per la Càmera de Gran Angular 3 del Hubble. La imatge capta una zona pròxima al nucli de la galàxia, que destaca per la seva vella població estel·lar. Els astrònoms van utilitzar les observacions del Hubble per investigar les propietats dels nombrosos cúmuls estel·lars globulars de Caldwell 17. A la part superior dreta, una imatge terrestre del DSS, sigles en anglès de Digitized Sky Survey (Estudi digitalitzat del cel) mostra Caldwell 17 (NGC 147).

 Clic per engrandir. A la part superior dreta, una imatge terrestre del DSS (Digitized
Sky Survey) mostra Caldwell 17 (NGC 147). Un contorn blanc prop del nucli de la
galàxia defineix l'àrea coberta en la imatge de la Càmera de Gran Angular 3 (WFC3)
del Hubble, a baix a l'esquerra. Crèdits: Imatge terrestre: Digitized Sky Survey; Imatge
del Hubble: NASA, ESA, i A. Ferguson (University of Edinburgh, Institute for
Astronomy); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Clic per engrandir. A la part superior dreta, una imatge terrestre del DSS (Digitized
Sky Survey) mostra Caldwell 17 (NGC 147). Un contorn blanc prop del nucli de la
galàxia mostra una àrea en el centre de la galàxia fotografiada en llum visible i infraroja
per la Càmera planetària i de Gran Angular 3 (WFPC2-Wide Field and Planetary
Camera 2) del Hubble, mostrada en la part inferior esquerra. Crèdits; Imatge terrestre:
Digitized Sky Survey; Hubble image: NASA, ESA, i J. Trauger (Jet Propulsion
Laboratory); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Clic per engrandir. A la imatge terrestre del Digitized Sky Survey (DSS), a dalt a la dreta,
un contorn blau mostra una altra zona de Caldwell 17 (NGC 147) fotografiada per la
Càmera planetària i de Gran Angular 2 (WFPC2) del Hubble en llum visible i
infraroja. En aquesta imatge del Hubble, mostrada a la part inferior esquerra, un quadrat
vermell està centrat en un cúmul estel·lar globular a Caldwell 17 que va ser posteriorment
fotografiat per la Càmera de Gran Angular 3 (WFC3) del Hubble, també en llum visible i
nfraroja (inferior dreta). Crèdits: Imatge terrestre: DSS (Digitized Sky Survey). Imatge
WFPC2 del Hubble: NASA, ESA, i J. Trauger (Jet Propulsion Laboratory); Imatge WFC3
del Hubble: NASA, ESA, i H. Bond (Pennsylvania State University); Processament: Gladys
Kober (NASA/Catholic University of America).

 

C17 al web de la NASA.
Índex del Catàleg Caldwell del blog

 

16/05/2021

L’Ingenuity ha completat amb èxit el seu cinquè vol.

 L’Ingenuity ha completat amb èxit el seu cinquè vol. Li espera un programa més agosarat per al futur.

 Clic per engrandir. Ingenuity volant per sobre de la superficie de Mart, durant el seu cinquè vol. La foto està feta amb la Mastcam-Z del Perseverance. Crèdit: NASA, JPL-Caltech.

La NASA ha decidit ampliar la missió de l'Ingenuity en 30 dies i afegir diversos vols més al seu horari. Una extensió de missió que ha de demostrar el valor de combinar un rover amb un vehicle aeri en previsió de futures missions marcianes. Per tant, la NASA passa d’una demostració tecnològica a una demostració operativa. 

El diumenge 25 d'abril de 2021, l'Ingenuity de Mart de la NASA va fer el seu tercer
vol. Un vol immortalitzat una vegada més per la Mastcam-Z del rover Perseverance,
estacionat a poques desenes de metres. Aquesta vegada, l’Ingenuity va volar fins a
50 metres riu avall del punt d’aterratge, fora del rang de la càmera. Tot per un vol
d’uns 80 segons a uns 2 metres per segon. © NASA / JPL-Caltech / ASU / MSS.

El cinquè vol de l'Ingenuity el divendres 7 de maig va ser un nou èxit. L'helicòpter va batre el seu rècord d'altitud anterior, aquesta vegada pujant 10 metres sobre la superfície de Mart. Una altra gesta: va aterrar en una altra zona, un viatge d'anada, a 129 metres del seu punt de partida. La durada del vol va ser de 108 segons. 

L'helicopter de Mart completant el seu primer viatge d'anada i el seu cinquè vol a Mart, i aterrant en la seva nova ubicació, va donar inici a una nova fase de demostració en la qual la NASA va provar aquesta nova tecnologia i veient com pot ajudar a futures missions a Mart i altres mons.

 

Ho he vist aquí.

15/05/2021

Per què el mar és blau?

Clic per engrandir. El color de la mar es deu en gran part a l'absorció per l'aigua dels
altres colors, i també per la reflexió de la llum blava del cel. Crèdit: Biletskly Evgenly, Fotolia.

Ara que ja som gairebé a l'estiu, si teniu l’oportunitat de caminar per una platja, només veureu això: el blau sublim del mar, però per cert, per què d’aquest color? Esbrinem per què el mar és blau. 

Si la Terra s’anomena “el planeta blau”, no és casualitat: el 71% del nostre planeta està cobert amb aigua d’un bell color blau clarament visible des de l’espai.

Reflex de la llum blava del cel sobre el mar

D’on ve aquest color blau? Hi ha dues raons. La primera, que sembla la més evident però no la més important, és el reflex a la superfície del mar de la llum difusa del cel, responsable del color blau del cel. 

Per això, el mar és més blau quan fa bon temps, quan el cel és de color blau, i és més aviat gris si fa mal temps, quan el cel també és gris.

Absorció de longituds d'ona: només queda el blau!

Malgrat això, els espeleòlegs han descobert que fins i tot a les coves, protegides del cel, l’aigua és blava si s’il·lumina amb una llum blanca. De fet, quan una llum blanca, és a dir, la radiació solar, impacta contra la superfície de l’aigua, es reflecteix una part (la primera raó del color blau de la superfície de l’aigua) i l’altra es refracta i penetra a l’aigua.

Tanmateix, la llum blanca de fet es compon de diverses longituds d'ona, cadascuna responsable d'un color de l'espectre visible. És per això que la llum refractada per les gotes de pluja forma un arc de Sant Martí multicolor. No totes les longituds d’ona (color) són absorbides tan ràpidament per les molècules d’aigua.

Clic per engrandir. Llac blau en una cova de l'illa de Menorca. Crèdit: menorcaponent.com

Són les ones vermelles i grogues les que desapareixen primer, entre els 10 i els 30 metres de profunditat. Al voltant dels 60 metres, el verd desapareix al seu torn i només queda el blau, que s’acaba absorbint a una profunditat de 90 metres. Per tant, el color més refractat pel mar és el blau, cosa que explica el seu color.

De vegades, quan les aigües són riques en fitoplàncton fotosintètic, les ones blaves són absorbides més ràpidament per la clorofil·la i el mar pren un matís verd, ja que aquesta és l’única longitud d’ona visible que queda.

Ho he vist aquí.

Júpiter: noves imatges espectaculars de les seves bandes de núvols

Clic per engrandir. Aquesta imatge ultraviolada de Júpiter ha estat creada a partit de
dades recollides el 11 de gener de 2017 amb l'ajuda de la Càmera de Gran Angular
3 del telescopi espacial Hubble. La gran taca vermella i la taca vermella Jr. (coneguda
amb el nom de Oval BA), absorbeixen la radiació ultravioleta del Sol i apareixen
enfosquides en aquesta imatge. Crèdit: NASA / ESA / NoirLab / NSF / Aura / M.H. Wong
et I. de Pater (UC Berkeley) et
al. M. Zamani.

El Hubble i el telescopi Gemini de l’hemisferi nord continuen proporcionant-nos imatges a diferents longituds d’ona de la fascinant i altament dinàmica atmosfera de Júpiter.

El món dels exoplanetes encara està lluny de ser tan familiar per a nosaltres com el dels planetes del sistema solar. Tot i això, seria erroni dir que coneixem tots els seus secrets, que estem embadalits per les imatges que ens fan girar la vista, per exemple, cap als gegants gasosos. Des de fa algun temps, el telescopi espacial Hubble i el Telescopi Gemini Nord a Mauna Kea, Hawaii, ens han estat proporcionant espectaculars imatges de Júpiter preses en diverses bandes espectrals.

Clic per engrandir. Tres imatges de Júpiter en fals colors ens mostren al gegant
gasós en tres espectres de llum diferents: infraroig, visible i ultraviolat. La imatge de
la esquerra està feta en l'infraroig per l'instrument Nirl (sigles en anglès de Visor en
l'infraroig Proper) a l'observatori Gemini North a Hawaii, la versió a l'hemisferi
nord de l'International Gemini Observatory. La imatge central està feta en llum
visible pel telescopi espacial Hubble. La imatge de la dreta està feta en l'espectre
ultraviolat també pel Hubble. Totes les observacions han estat fetes l'onze de
gener del 2017. Crèdit: International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF /
Aura / NASA / ESA, M.H. Wong i I. de Pater (UC Berkeley) et
al.

Una visió multiespectral

Els astrònoms que realitzen campanyes per observar el gegant gasós amb aquests instruments acaben de publicar els últims resultats del seu treball en línia, encara que alguns apareguin en articles ja publicats des de l’any passat. 

Com en el cas de la biosfera, la hidrosfera i l’atmosfera terrestre, sense oblidar la superfície mineral de la Terra, les observacions en el visible, l’infraroig i l’ultraviolat revelen diferents característiques dels fenòmens, proporcionant informació que es complementa entre si per desxifrar els misteris de l’Univers. Aquestes observacions proporcionen informació sobre l'atmosfera de Júpiter, amb cada longitud d'ona  sondejant les diferents capes de núvols i revelant diverses partícules de boira, que contenen molècules que es comporten com colorants a causa de les lleis de la mecànica quàntica tal com explica, per exemple, el premi Nobel de física Richard Feynman al seu famós curs. Per tant, la gran taca vermella té aquest aspecte degut a les molècules d’aquestes partícules que absorbeixen la radiació solar a les longituds d’ona ultraviolades i blaves, donant-li, doncs, un color vermell visible i un aspecte fosc a les longituds d’ona ultraviolades.

Impressionants noves imatges de Júpiter que ens mostren el planeta en longituds
d'ona de llum infraroja, visible i ultraviolada. Aquestes vistes revelen detalls
de les seves característiques atmosfèriques, com ara la gran taca vermella,
les super-tempestes i els ciclons descomunals que cobreixen la superfície
del planeta. ©  International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / Aura /
Nasa / ESA, M. Kornmesser, MH Wong  i I. de Pater (UC Berkeley) et 
al.


Ho he vist aquí.

10/05/2021

Gabinet de curiositats: 8 Micrographia, el llibre de ciència més bonic mai publicat

Clic per engrandir. Micrographia, un dels llibres de ciència més bonics mai
publicats. Crèdit: Royal Collection Trust

Benvinguts a aquest nou capítol del  gabinet de curiositats! Avui farem un viatge cap a l’infinitament petit, al costat d’un dels més grans científics i divulgadors de la història: l’excel·lent Robert Hooke. Poseu-vos còmodes i anem-hi.

Si parlem d’àtoms des de l’antiga Grècia amb Demòcrit, l’accés al petit i a l’infinitament petit s’ha restringit al món de les idees durant molt de temps. En absència dels avenços tecnològics adequats, només es podia imaginar la riquesa pul·lulant d'"animàlculs", l'existència dels quals havia estat teoritzada per filòsofs i naturalistes. Però amb el desenvolupament del microscopi i la seva primera edat d'or al segle XVII, un nou món es va obrir a científics i curiosos, trobant el seu punt culminant a Micrographia, un dels llibres més fascinants mai publicats.

Robert Hooke: una carrera prolífica

Micrographia, o, algunes descripcions fisiològiques de minúsculs cossos fets amb lupes, van aparèixer al setembre de 1665 a les llibreries. És una idea original de Robert Hooke, un jove de 29 anys amb els ulls del color del ferro i mirada penetrant. Si mai no heu escoltat el seu nom, heu de saber que és considerat una de les figures clau de la revolució científica de l'era moderna, un dels més grans científics experimentals del segle XVII, per a l'historiador de la ciència Allan Chapman; el Leonardo da Vinci anglés.

Abans de parlar del seu treball i de l’èxit instantani que va experimentar amb el públic, aturem-nos un moment per enumerar les contribucions de Hooke per situar millor el personatge. A partir dels 23 anys, el jove experimentador va construir la primera bomba d'aire sobre la base dels esbossos d'Otto von Guericke, i després als 25 anys va descobrir la llei de Hooke -que modela el comportament dels cossos elàstics- i va desenvolupar una de les primeres teories d'ona de la llum, derrotant la teoria corpuscular de Newton.


Clic per engrandir. Robert Hooke ha fet moltes contribucions al camp de la
ciència. Reconeixem, entre altres coses, una molla que il·lustra la llei de Hooke
la seva articulació universal, una lent que il·lustra el seu treball en òptica,
la famosa cadena invertida, un fòssil que fa referència al seu treball en
paleontologia o el seu microscopi compost i Micrographia, oberta en un prestatge
al darrera del personatge. Crèdit: Rita Greer

Es va convertir en professor de geometria l'any en què es va publicar Micrographia, i després va publicar el seu treball sobre les propietats de la corba coneguda com a "cadena invertida", amb resultats que van aplicar directament els famosos arquitectes Jacques-Germain Soufflot i Antoni Gaudí. Per la part mecànica, Hooke és considerat el pare de l'articulació universal; va dissenyar una màquina de vapor i, quan només tenia 22 anys, va tenir la idea d’introduir l’equilibri i la molla en la rellotgeria per garantir la millor regularitat dels instruments de mesura del temps.

... I això no és tot

No ens aturem aquí, ja que Hooke també postula que la Terra podria haver estat coberta d’aigua i que un cataclisme hauria provocat l’extinció de certes espècies. Estudia les taques solars, els cràters lunars i els anells de Saturn, descobreix la Gran Taca Vermella de Júpiter i el primer sistema triple d’ estrelles i albira els preludis del que esdevindrà la llei universal de l’atracció. Va inventar el telèfon de corda, va construir el primer dial de baròmetre i el termòmetre d'alcohol, redescobreix l'anemòmetre, i és considerat ni més ni menys com el pare de la meteorologia científica.

Finalment, Hooke és un dels primers científics a construir un microscopi compost, utilitzant un conjunt de lents en lloc d’una única òptica. Amb aquest invent, dotat d’una capacitat d’augment molt superior a la mitjana del seu temps, va fer una contribució sense precedents al camp de la biologia: va descriure molts d’aquests animals fins llavors confinats a l’àmbit de la imaginació i va ser el primer a utilitzar el terme "cèl·lula" a Micrographia.

Robert Hooke descriu per primera vegada una cèl·lula biològica amb plantes i
il·lustra la textura del suro. Crèdit: Domini públic.

Micrographia: La finestra a un nou món 

Micrographia és un compendi de tot el que el jove Hooke va aconseguir des dels seus inicis acadèmics. Hi trobem la seva teoria d’ones, la seva descripció de cossos planetaris o el seu telèfon de corda; però el que fascina a les multituds són aquestes il·lustracions. Impressions enormes, tan grans que les pàgines plegables dedicades a elles, permeten veure amb cura els detalls de l’anatomia d’una puça o una formiga, la faceta dels ulls d’una mosca, les larves de mosquits, les estructures cristal·lines i moltes altres meravelles que només podem convidar-vos a descobrir per vosaltres mateixos (podeu desplegar els gravats (plate) amb la icona que representa tres fulls superposats).

 
Clic per engrandir. Amb  Micrographia, el públic descobreix un univers que
fins llavors només podien imaginar. Les magnífiques il·lustracions de Robert
Hooke testimonien tant la qualitat dels seus dispositius com el seu increïble
talent com a observador i dibuixant. Crèdit: Domini públic 

Encara avui, i malgrat la fascinant riquesa tecnològica del món en què vivim, aquestes imatges continuen produint un efecte formidable a la ment dels que les contemplen. Juntament amb les il·lustracions, l’autor acompanya el lector en la seva exploració a través de comentaris lúdics, divertits i sovint poètics. Entre aquestes, trobem l’anècdota d’una formiga una mica massa agitada que Hooke es va haver d’emborratxar amb aiguardent perquè s’aturés. Una hora més tard, diu l'autor, la formiga "de sobte va sortir de la seva somnolència i va fugir", produint petites bombolles.

Clic per engrandir. “Li vaig donar una copa d’aiguardent, o aiguardent de
vi, que al cap d’un temps la va emborratxar de manera que es va quedar
quieta." Crèdit: Library of Congress

Quan es va publicar, l'obra va tenir un èxit rotund i va contribuir a imposar la gloriosa identitat de la Royal Society, fundada cinc anys abans. El famós diari anglès Samuel Pepys, a qui hem de conèixer pel menú de la dècada de 1660, escriu que aquest és "el llibre més enginyós que he llegit mai en la meva existència". Un altre revisor anònim comenta a la revista Philosophical Transactions: “Un nou món visible es revela per aquest mitjà [el microscopi] i la Terra ens mostra un aspecte completament nou". Per tant, era impossible que aquesta prodigiosa obra escapés d’un nou capítol del  Gabinet de curiositats.

Clic per engrandir.

I vuit! Ens veiem properament amb un nou capítol del Gabinet de curiositats. Crèdit: nosorogua, Adobe Stock, Futura

Veure:

Anterior: 7 Una estranya família de pell blava

Següent: 9 L’ou de Colom de Nikola Tesla

Ho he vist aquí.

09/05/2021

Per què l’aigua calenta es congela més ràpidament que l’aigua freda?

 Clic per engrandir. L'efecte Mpemba accepta que l'aigua calenta es congela més
ràpidament que l'aigua freda. Sorprenent. Crèdit: Mstock, Fotolia.

La idea que l’aigua calenta es pugui congelar més ràpidament que l’aigua freda sembla totalment inversemblant. Tot i així, el fenomen s’ha observat moltes vegades. Per tant, podem preguntar-nos legítimament quins són els principis físics que condueixen a aquest resultat.

Sapigueu abans que res que aquest estrany fenomen té un nom. Els científics parlen de l’efecte Mpemba, que porta el nom de l'estudiant tanzanes Erast B. Mpemba que va informar que l’havia experimentat als anys seixanta. Però hi ha proves que l’aigua calenta es congela més ràpidament que l’aigua freda, de manera que aparentment infringeix les lleis de la termodinàmica, fins i tot en els escrits d’Aristòtil. Malgrat això, els científics que hi estan interessats lluiten per establir les condicions experimentals que facin possible desencadenar el fenomen. I, que per tant, lluiten per estudiar-ho seriosament.

Alguns també assenyalen que l'afirmació "l'aigua calenta es congela més ràpidament que l'aigua freda", és prou vaga per donar pas a tot tipus de fantasies. De fet, en funció de la quantitat d'energia dedicada a refredar l'aigua per sota del seu punt de solidificació, pot ser extremadament fàcil concloure que l'efecte Mpemba és real.

 Clic per engrandir. Moltes observacions indiquen que és probable que l’aigua
calenta es congeli més ràpidament que l’aigua freda. Els científics encara
busquen l’explicació. Crèdit: sopradit, Fotolia.

Diverses hipòtesis sobre l'efecte Mpemba

Tot i això, no falten hipòtesis per explicar aquest estrany fenomen. El més senzill seria que la sobtada evaporació del volum d'aigua calenta és la causa d'una reducció en la massa d'aquesta aigua  en comparació amb la d'aigua freda. El que seria suficient per enganyar el seu món. També es va explorar el rastre de la subfusió o supercooling. Aquest fenomen permet que l’aigua romangui líquida per sota dels 0°C. Com que l’aigua calenta és menys sensible a ella, pot semblar que es congela més ràpidament que l’aigua freda. 

El 2012,  la Royal Society of Chemistry (Regne Unit) va llançar un concurs convidant investigadors a considerar seriosament el tema. El guanyador, un doctorand croat, conclou que l’efecte de convecció és l’explicació més plausible de l’efecte Mpemba. Col·loqueu un recipient d’aigua tèbia en un entorn fred i, de fet, crea moviments que transportaran la calor per convecció i refredaran l’aigua més ràpidament. A més, tots els experiments semblen demostrar que l’efecte es cancel·la quan l’aigua s’agita regularment durant el refredament, interrompent els moviments de convecció.

Tot i això, el misteri encara no sembla completament resolt. Com a prova, els científics continuen presentant a vegades hipòtesis una mica exòtiques. I d’altres fins i tot argumenten que l’efecte Mpemba no existeix en absolut. Continuarà...

Clic per engrandir. Efecte Mpemba.

Ho he vist aquí.