La NASA i NOAA anuncien que el Sol ha arribat al període de màxim solar

En una teleconferència amb periodistes el dimarts 15 d'octubre del 2024, representants de la NASA, l'Agència Nacional Oceànica i Atmosfèrica (NOAA) i el Panell de Predicció del Cicle Solar van anunciar que el Sol ha aconseguit el seu període de màxim solar.

El cicle solar és el cicle natural del Sol en la transició entre baixa i alta activitat. Aproximadament cada 11 anys, al punt àlgid del cicle solar, els pols magnètics del Sol s'inverteixen -a la Terra seria com si els pols nord i sud s'intercanviessin cada dècada- i el Sol passa de lent a actiu i tempestuós.

Durant la part més activa del cicle, coneguda com a màxim solar, el Sol pot desencadenar immenses explosions de llum, energia i radiació solar, tot això crea les condicions conegudes com a meteorologia espacial. La meteorologia espacial pot afectar els satèl·lits i els astronautes a l'espai, així com els sistemes de comunicacions -com la ràdio i el GPS- i les xarxes elèctriques a la Terra. Quan el Sol és més actiu, els fenòmens meteorològics espacials són més freqüents. L'activitat solar, com la tempesta de maig del 2024, ha provocat un augment de la visibilitat de les aurores i impactes en satèl·lits i infraestructures en els darrers mesos.

Imatges de l'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA destaquen l'aspecte del Sol al mínim solar (esquerra, desembre de 2019) davant del màxim solar (dreta, maig de 2024). Aquestes imatges estan a la longitud d'ona 171 de la llum ultraviolada extrema, que revela les regions actives al Sol que són més comuns durant el màxim solar. Crèdit: NASA/SDO

Clic a la imatge per engrandir. Imatges en llum visible de l'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA, destaquen l'aspecte del Sol al mínim solar (esquerra, desembre de 2019) davant del màxim solar (dreta, agost de 2024). Durant el mínim solar, el Sol sol estar sense taques. Les taques solars estan associades a l'activitat solar i s'utilitzen per seguir el progrés del cicle solar. Crèdit: NASA/SDO.

Clic a la imatge per engrandir. Nombre de taques solars durant els vint-i-quatre cicles solars anteriors. Els científics utilitzen les taques solars per seguir la evolució del cicle solar; les taques fosques s'associen a l'activitat solar, sovint com a origen d'explosions gegants -com les erupcions solars o les ejeccions de massa coronal (CME)- que poden donar llum, energia i material solar a l'espai. Crèdit: Centre de Predicció Meteorològica Espacial de la NOAA.

Clic a la imatge per engrandir. La previsió del Cicle Solar 25, elaborada pel Panell de Predicció del Cicle Solar 25, copresidit per la NASA i la NOAA. El nombre de taques solars és un indicador de la intensitat del cicle solar: com més gran és el nombre de taques solars, més intens és el cicle. Crèdit: Centre de Predicció Meteorològica Espacial del NOAA.

Clic a la imatge per engrandir. Clic a la imatge per engrandir. El 3 d'octubre del 2024, el Sol va emetre una forta flamarada solar. A partir d'aquesta data, aquesta erupció solar és la més gran del Cicle Solar 25 i està classificada com una erupció X9.0. La classe X denota les flamarades més intenses, mentre que el número proporciona més informació sobre la seva força. L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar imatges d'aquesta erupció solar -com es veu a la llampada brillant del centre- el 3 d'octubre del 2024. La imatge mostra una barreja de llum de 171 Angstrom, i 131 Angstrom, subconjunts de llum ultraviolada extrema. Crèdit: NASA/SDO

L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar aquestes imatges d'erupcions solars, com s'aprecia a les brillants centelleigs de la imatge de l'esquerra (erupció del 8 de maig de 2024) i de la imatge de la dreta (erupció del 7 de maig de 2024). La imatge mostra llum de 131 angstrom, un subconjunt de la llum ultraviolada extrema que ressalta el material extremadament calent de les flamarades i que s'acoloreix de taronja. Crèdit: NASA/SDO.

L'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA va captar imatges de dos filaments de plasma llançats des de la Regió Activa 13614 (a dalt a l'esquerra) el 21 de març de 2024. La imatge mostra llum de 304 angstrom, una longitud d'ona utilitzada per mostrar plomalls densos de plasma més freds (filaments i prominències) que es produeixen per sobre de la superfície visible del Sol. Les zones brillants mostren on la densitat del plasma és més gran. Crèdit: NASA/SDO.

El Sol el 29 de novembre de 2020. Aquesta imatge va ser captada per l'Observatori de Dinàmica Solar de la NASA i mostra llum a la longitud d'ona de 171 angstroms. Crèdit: NASA/GSFC/SDO.

Algunes erupcions solars generen ràfegues de partícules energètiques solars. La radiació solar d'alta energia pot afectar els éssers humans i els components electrònics sensibles dels satèl·lits, tal com es mostra en aquesta animació conceptual. Crèdit: Conceptual Image Lab/Krystofer Kim de la NASA.

B-roll animat del llançament i aproximació lunar d'Artemis de la NASA. Les prediccions meteorològiques espacials seran fonamentals per donar suport a les naus espacials i als astronautes al programa Artemis. Crèdit: NASA

Clic a la imatge per engrandir. Aquest gràfic mostra la flota de la Divisió Heliofísica el juliol del 2024. El verd indica les missions en operació, el blau les missions en operació ampliada i el groc les missions futures. Els números entre parèntesis indiquen quantes naus espacials inclou actualment la missió. Crèdit: NASA

Ho he vist aquí.

Dossier: Criptografia. 3 La màscara d'un sol ús o figura de Vernam

Fer que els codis secrets siguin indesxifrables és un vell somni dels professionals de la seguretat. Des de l'Antiguitat, la gent ha inventat sistemes manuals i després mecànics abans de la revolució electrònica. Descobriu en aquest dossier la criptologia i els seus usos, des del xifratge tradicional fins a l'ús d'ordinadors, inclòs el xifratge RSA.

L'any 1915, l'enginyer Gilbert Vernam, llavors encarregat de la seguretat de les telemàquines dins del departament d'investigació i desenvolupament de l'empresa AT&T, va presentar una patent per a un dispositiu de codificació.

L'objectiu d'aquest dispositiu, segons les seves pròpies paraules, era "garantir la seguretat de les transmissions de missatges i, en conseqüència, proporcionar un sistema on es puguin transmetre i rebre missatges de manera clara, o codificar de manera coneguda, però on el senyal els polsos estan tan alterats abans de la seva transmissió a través de la línia que són inintel·ligibles per a qualsevol que els intercepti.

Clic a la imatge per engrandir. Les cintes perforades utilitzades en els primers dies de la informàtica poden contenir molta informació. Crèdit Wtshymanski, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Les telemàquines transmeten textos mitjançant una codificació escrita en una cinta perforada. Cada caràcter està codificat per cinc unitats que donaran com a resultat el pas o no del corrent elèctric. La idea de Vernam és combinar la cinta que conté el text pla amb una segona cinta. La regla de combinació és la següent:

0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0

Codificació: el xifrat de Vernam

Aquesta codificació, coneguda avui com a "xifrat de Vernam", té l'avantatge de fer que l'operació de desxifrat sigui idèntica a l'operació de xifratge. Per tant, només cal esperar un tipus d'implementació electromecànica. Utilitzant una cinta idèntica, trobarem el missatge clar.

Clic a la imatge per engrandir. El “sistema Vernam”; la primera tira perforada conté el missatge en text pla. Els senyals es combinen amb els d'una segona cinta perforada que conté caràcters aleatoris. El resultat de la combinació és un senyal xifrat, il·lustrat aquí per una tercera banda. Aquest senyal es transmet pel sistema de telègraf. A la recepció, una cinta perforada idèntica a la cinta aleatòria utilitzada per a la transmissió permet reconstruir el missatge en text sense format a partir del senyal rebut. Crèdit: P. Guillot. Sci-Bit.

El procés de màscara d'un sol ús

El benefici d'aquest invent és clar: el xifratge està integrat a la cadena de transmissió. Els operadors no s'han de preocupar per això. L'única limitació és col·locar la tira de claus correcta a la màquina, idèntica per a l'encriptació i desxifrat.

Molt aviat s'establirà que l'única clau segura és una clau aleatòria, de longitud comparable a la del missatge i que s'utilitza només una vegada (clau d'un sol cop). Per aquest motiu, aquest procés s'anomena "màscara d'un sol ús", la cinta que serveix de màscara s'ha de llençar després del seu ús. Aquesta afirmació de seguretat serà provada per Claude Shannon en un article publicat el 1949, que mostra que si la tira de claus conté una seqüència de caràcters aleatoris i independents, aleshores el sistema de Vernam aconsegueix una seguretat incondicional: sigui quin sigui el mitjà de càlcul que tingui, l'adversari no té millor estratègia que intentar endevinar el missatge en text pla dibuixant-lo a l'atzar i comptar amb la seva sort.

Aquest sistema s'adoptarà ràpidament per a comunicacions amb un nivell de sensibilitat molt alt. L'anomenat "telèfon vermell", establert el 30 d'agost de 1963 entre les presidències nord-americanes i soviètiques arran de la crisi dels míssils cubans, va ser inicialment una telemàquina, xifrada segons aquest procés amb bandes aleatòries portades per la bossa diplomàtica.

Capítol anterior: 2 Xifratge tradicional: quadrícula giratòria, radiograma de victòria i codi Sittler

Capítol següent: 4 Xifrat i càlcul, d'Ibn Dunaynir a Lester Hill (en preparació)

Ho he vist aquí.

Gaudiu del Sol en primer pla

Clic a la imatge per engrandir. Frame del vídeo de més avall. Crèdit: @james.and.chips

Dues prominències gegants, una al costat de l'altra, regnant als llimbs occidentals del Sol, acompanyades d'algunes erupcions de plasma. S'observen protuberàncies i ejeccions de massa coronal (CME). Time lapse de 3 hores - 2TB de dades.

Fotografiat en Monocrom Alfa d'Hidrogen amb un Telescopi Solar Dedicat de 130mm i després acolorit. Crèdit: @james.and.chips

Una ejecció de massa coronal o CME (de l'anglès Coronal Mass Ejection) és l'expulsió d'una enorme quantitat de plasma de la corona solar cap a l'espai, a velocitats de centenars de quilòmetres per segon. Estan formades principalment per electrons i protons, a més de quantitats menors d'heli, oxigen i ferro en forma de ions. Quan les partícules ionitzades arriben a la Terra, alguns dies després, sovint provoquen pertorbacions en la magnetosfera terrestre, comprimint-la al seu costat diürn i estenent la seva cua en el costat nocturn. Quan la magnetosfera es reconnecta en el costat nocturn, es generen trilions de watts de potència, que són dirigits cap a l'atmosfera superior de la Terra. Aquest procés pot provocar aurores particularment intenses. Les ejeccions de la corona solar, així com les fulguracions solars, poder distorsionar les transmissions de ràdio, provocar danys als satèl·lits i a la xarxa de transport d'energia elèctrica. La CME més gran que s'ha mesurat mai va tenir lloc el 1859 i mesurava 100 nanoteslas. 

Ho he vist aquí.

Investigadors del Webb descobreixen una supernova amb lent i confirmen la tensió del Hubble

Una nova H0pe?

Els científics utilitzen el telescopi Webb per mesurar l'expansió de l'Univers, apuntant cap a una supernova SN H0pe amb lent gravitacional. La llum d'aquesta estrella en explosió ha estat desviada i magnificada per un cúmul de galàxies situat entre ella i nosaltres.

La supernova H0pe va ser descoberta quan els científics van veure tres punts de llum en una imatge del Webb d'un cúmul de galàxies que no eren presents a les dades del Hubble. Els punts (envoltats per un cercle al requadre) són un tipus especial de supernova de lluminositat coneguda. Cada “punt” mostra la supernova en un moment diferent. Imagini's que està assegut davant d'un tocador amb un mirall tríptic on es veuen tres persones. Afegiu un retard temporal, de manera que al mirall de la dreta estigui aixecant una pinta, al de l'esquerra s'estigui pentinant i al del mig estigui deixant la pinta. Disposar d'imatges "tríptiques" d'aquesta supernova permet als científics utilitzar els retards temporals, la distància i les propietats de lent gravitatòria per calcular un valor de la constant de Hubble: la velocitat a què s'expandeix l'univers.

El valor de la constant de Hubble obtingut amb aquest mètode coincideix amb altres mesuraments realitzats a l'univers local. Més observacions de la Supernova H0pe, una de les més distants de la classe, ajudaran a comprendre millor aquest paràmetre fonamental de l'univers.

Aquest treball científic està en curs i encara no ha estat feta la revisió per experts (o parells).

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge està disposada en dos marcs iguals, esquerra i dret. Tots dos estan situats sobre un fons negre ple de lluminoses galàxies espirals de diferents mides, que brillen en blanc, groc i taronja. Moltes d'aquestes galàxies estan agrupades o superposades visualment, afegint capes d'escala a la imatge. Al centre del fotograma de l'esquerra, dues galàxies ataronjades brillants i prominents semblen estirades en llargs circells que apunten al nord i al sud i que semblen tenir aproximadament un terç de la mida del fotograma, molt diferents de la forma espiral habitual de les galàxies a l'espai. Aquestes dues galàxies allargades de color taronja són el focus d'aquesta imatge, mentre que moltes galàxies de diferents colors poblen el fons. El requadre de l'esquerra té un requadre que ressalta una de les dues galàxies allargades de color taronja que són el centre de la imatge. Això mostra l'efecte d'augment que un cúmul en primer pla pot tenir sobre l'univers distant més enllà, conegut com a lent gravitacional. La lent, formada per un cúmul de galàxies situat entre la supernova i nosaltres, corba la llum de la supernova en múltiples imatges. Per obtenir les tres imatges, la llum recorre tres trajectòries diferents. Com que cada trajectòria tenia una longitud diferent i la llum viatjava a la mateixa velocitat, en aquesta observació del Webb es van prendre imatges de la supernova en tres moments diferents de la seva explosió. El panell de la dreta amplia el llarg filament taronja, revelant tres punts focals de llum concentrada que s'han marcat amb cercles. Les anàlisis van confirmar que aquests punts corresponien a una estrella en explosió, una amb qualitats poc comunes. En primer lloc, és una supernova de tipus Ia, l'explosió d'una estrella nana blanca. Aquest tipus de supernova sol anomenar-se "vela estàndard", el que significa que la supernova tenia una brillantor intrínsec coneguda. Crèdit: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Frye (University of Arizona), R. Windhorst (Arizona State University), S. Cohen (Arizona State University), J. D'Silva (University of Western Austràlia, Perth ), A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), J. Summers (Arizona State University).

 

 

 Ho he vist aquí.

Núvols estratosfèrics polars

Els núvols estratosfèrics polars només es formen a l'hivern sota condicions molt específiques a l'estratosfera inferior.

Els núvols estratosfèrics polars (PSC per les sigles en anglès), també anomenats núvols nacrats o mareperla, són núvols que es caracteritzen pels vistosos tons pastel. Estan compostos per diminuts cristalls de gel (formats a partir d'àcid nítric o d'aigua), es formen entre els 15 i els 30 quilòmetres d'altura a temperatures d'aproximadament -83 °C. Els seus cristalls de gel serveixen com a catalitzadors de la formació de molècules de Cl2 (a partir dels gasos clorofluorocarbonis) que posteriorment seran dividides en dos àtoms de Cl (a causa de la incidència de la Radiació Ultraviolada a la primavera) que faran disminuir la concentració d'Ozó estratosfèric reaccionant amb ell. Les PSC formen part, per tant, del procés de “destrucció” de la capa d'ozó.

Aviat arribarà l'hivern a Islàndia, així que esperem tornar-los a veure! Els grans núvols estratosfèrics polars que cobreixen grans parts del cel són extremadament rars i no està garantit que es produeixin tots els hiverns.

Com que es formen per sobre de tots els altres núvols, ha d'estar clar a la zona perquè puguis veure'ls. Són més visibles prop del clarejar o del capvespre (crepuscle civil), quan el sol està entre 1 i 6 graus per sota de l'horitzó. Perquè es formin, la temperatura a l'estratosfera ha d'estar entre -70 °C i -90 °C, cosa que només passa unes quantes vegades a l'any a la regió polar àrtica.

Observació

A l'Antàrtida durant l'hivern austral (igual que l'Àrtic a l'hivern boreal), es poden observar aquests núvols de gran altitud (de l'ordre dels 20 km), de gran bellesa, generalment lenticular elongat, amb reflexos nacrats i iridescents, d'aquí el seu nom “nacrades”. També se'ls ha pogut observar a llocs propers als pols.

Tipus

Hi ha dos tipus de núvols estratosfèrics polars:

Tipus I: contenen gotetes hidratades de l'àcid nítric i d'àcid sulfúric. Per a la seva formació calen temperatures inferiors als -78 °C.

Tipus II: consisteixen en vidres de gel relativament purs d'aigua. Per a la seva formació calen temperatures encara més baixes que en una PSC tipus I.

Crèdit: @theourspace, recull d'internet. Dennis Lehtonen.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C86

Caldwell 86 és una autèntica relíquia còsmica amb la sorprenent edat de 13.400 milions d'anys.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. Caldwell 86 és un dels cúmuls globulars més propers a la Terra. La seva proximitat, combinada amb l'aguda visió del Hubble, va permetre als astrònoms mesurar l a paral·laxi del cúmul, és a dir, quant sembla moure's al cel quan la Terra viatja d'una banda a l'altra del Sol. Crèdit: NASA, ESA, T. Brown i S. Casertano (STScI); Agraïments: J. Anderson (STScI).

Els cúmuls globulars són antigues col·leccions de centenars de milers a milions d'estrelles centellejants. Caldwell 86 és un dels cúmuls globulars més propers a la Terra. La seva proximitat, combinada amb l'aguda visió del Hubble, va permetre als astrònoms mesurar el paral·laxi del cúmul, és a dir, quant sembla moure's al cel quan la Terra viatja d'una banda a l'altra del Sol. Això mai no s'havia aconseguit abans per a un cúmul globular, i va proporcionar una mesura precisa de la distància de C86 a la Terra: 7.800 anys llum. En conèixer la distància del cúmul i les propietats de les estrelles, els astrònoms van poder determinar l'edat del cúmul, descobrint que Caldwell 86 és una autèntica relíquia còsmica amb la sorprenent edat de 13.400 milions d'anys. L'univers va néixer fa uns 13.800 milions d'anys, fet que converteix les estrelles de Caldwell 86 en les primeres colonitzadores de la nostra galàxia.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. El Hubble va captar aquest primer pla de les estrelles de Caldwell 86 utilitzant l'Advanced Camera for Surveys (ACS) el 2005. Aquestes observacions van ajudar els astrònoms a identificar nanes blanques (les restes calcinades d'estrelles que una vegada van ser normals) a Caldwell 86 i van indicar que les nanes blanques són expulsades del nucli del cúmul quan es formen. NASA, ESA, i H. Richer (University of British Columbia)

Les estrelles velles que poblen Caldwell 86 i altres cúmuls globulars tendeixen a ser pobres en elements diferents de l'hidrogen i l'heli. No són bones candidates per a sistemes estel·lars que puguin albergar vida, perquè els planetes, que es construeixen a partir de roques i metalls, no és probable que es formin en cúmuls globulars. Els elements més pesants, constructors de planetes i de vida, es fabriquen al cor de les estrelles massives i es reciclen al cosmos quan moren en explosions de supernova. Les generacions posteriors d'estrelles, com el nostre Sol, poden beneficiar-se d'aquests materials reciclats.

En aquesta imatge del Hubble, que és una composició d'exposicions adquirides per l'Advanced Camera for Surveys el 2005 i el 2006, les estrelles blaves tenen altes temperatures, mentre que les vermelles són més fredes. La imatge mostra una àrea d'uns 15 anys llum de diàmetre, que cobreix la part central del cúmul.

També catalogat com a NGC 6397, C86 té una magnitud de 5,7, cosa que facilita la seva observació amb prismàtics. En cels foscos, els observadors més espavilats poden fins i tot distingir-lo sense cap mena d'ajuda. La visió és espectacular amb un telescopi de mida mitjana, ja que el cúmul es resol en estrelles de brillantor variable. C86 està situat a la constel·lació de l'Altar, per la qual cosa és més visible des de l'hemisferi sud a l'hivern, encara que els observadors de l'hemisferi nord situats a latituds baixes el poden veure just per sobre de l'horitzó sud a l'estiu. El cúmul va ser descobert per l'astrònom francès Nicolas-Louis de Lacaille el 1751 durant una expedició al Cap de Bona Esperança, a Sud-àfrica.

C86 a la web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del Hubble del bloc

Fent una ullada a Neptú

Neptú, vuitè planeta del sistema solar, porta el nom del déu romà del mar. 

El gegant de gel Neptú va ser el primer planeta localitzat mitjançant càlculs matemàtics. Gràcies a les prediccions d'Urbain Le Verrier i Johann Galle, el planeta va ser descobert el 1846.

Neptú no té una superfície sòlida. La seva atmosfera es compon principalment d'hidrogen i heli, amb una petita quantitat de metà, que s'estén a grans profunditats, fonent-se gradualment en aigua i altres gels fosos sobre un nucli més pesat i sòlid, amb aproximadament la mateixa massa que la Terra. Tot i això, Neptú és unes quatre vegades més ample que la Terra. Si la Terra tingués la mida d'una gamba, Neptú seria més o menys tan gran com una pilota de beisbol.

Clic a la imatge per engrandir. La superfície de Neptú ocupa la part central dreta de la pantalla. És de color blau cel, mentre que els núvols blancs cobreixen el centre del planeta. Al nord (a dalt) hi ha la Gran Taca Fosca, acompanyada de núvols blancs i brillants que canvien ràpidament d'aspecte. Al sud de la Gran Taca Fosca hi ha la brillant característica que els científics del Voyager han anomenat "Scooter". Encara més al sud es troba l'anomenada "Taca Fosca 2", que té un nucli brillant. Crèdit: NASA/JPL-Caltech.

 

 

Ho he vist aquí.

Parlem dels forats de caiguda

Els forats de caiguda, també coneguts com a núvols perforats, són fenòmens atmosfèrics captivadors que apareixen com a buits circulars o el·líptics en una capa de núvols que, altrament, seria ininterrompuda.

Aquests forats es formen quan gotes d'aigua sobrerefredada -aigua que roman líquida fins i tot per sota del punt de congelació- es congelen sobtadament. Aquest procés se sol desencadenar pel pas d'un avió o una pertorbació a l'atmosfera que força la formació de gel. A mesura que els vidres de gel creixen, provoquen l'evaporació de les gotes circumdants, creant un efecte cascada que obre una bretxa al núvol. Allò que queda és una visió momentània del delicat equilibri entre temperatura, humitat i el sublim caos de l'atmosfera del nostre planeta.

A causa de la seva raresa i del seu aspecte inusual, els forats de caiguda han estat confosos o atribuïts a objectes voladors no identificats.

Clic a la imatge per engrandir. Crèdit: NOAA, Jamie Vix.

 

 

Ho he vist aquí.

Què passaria si t'apropessis a un forat negre.

El company "Barrufet del Temps" ens ha regalat a X una altre entrada amb una simulació espectacular:

Si estiguessis a l'espai en una nau prop d'un forat negre de massa estel·lar, veuries una cosa semblant a això segons aquesta simulació. L'espai-temps (i la llum que conté) es doblega al seu voltant. Per desgràcia, moriries espaguetitzat abans de caure a l'horitzó d'esdeveniments.

Així és caure en un forat negre. Ningú sap què passarà després. Crèdit: X. @MeteoBarrufet

 

Fent ballar boles de poliestirè

Clic a la imatge per engrandir. Boles de poliestirè, també conegut com a porexpan, present en diferents formats en el nostre dia a dia.

Quan les ones sonores colpegen les boles de poliestirè, fan vibrar l'aire que les envolta. Aquesta vibració es transmet a les boles, fent que es moguin. El moviment depèn de la freqüència de les ones sonores. Per exemple, els sons de baixa freqüència, com ara els greus, poden provocar moviments més grans, mentre que els sons d'alta freqüència, com els aguts, poden provocar moviments més petits i ràpids.

D'aquesta manera es visualitza la manera com les ones sonores interactuen amb l'entorn que les envolta, inclosos objectes com a boles de poliestirè. És una manera senzilla però eficaç de demostrar el concepte d'ones sonores i el seu comportament.

Ones sonores fent ballar boles de poliestirè. Autoria desconeguda

 

 

Dossier Criptografia: 2 Xifratge tradicional: quadrícula giratòria, radiograma de victòria i codi Sittler

Fer que els codis secrets siguin indesxifrables és un vell somni dels professionals de la seguretat. Des de l'Antiguitat, la gent ha inventat sistemes manuals i després mecànics abans de la revolució electrònica. Descobriu en aquest dossier la criptologia i els seus usos, des del xifratge tradicional fins a l'ús d'ordinadors, inclòs el xifratge RSA.

El primer mètode que ens ve al cap per enfosquir un text escrit en una llengua alfabètica consisteix a substituir cada lletra per una altra segons una norma pactada entre els corresponsals. El principi del xifratge de Cèsar és canviar l'ordre alfabètic, que és descrit pels historiadors Suetoni, Dion Cassius i Aulu-Gelle.

Clic a la imatge per engrandir. El disc de xifrat confederat, utilitzat durant la Guerra Civil. Crèdit: RadioFan, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

 

Les lletres també poden ser també substituides per símbols esotèrics, la qual cosa dóna la il·lusió d'augmentar el misteri que envolta el criptograma. 

Clic a la imatge per engrandir. A la part superior, el “parc del porc”, un procés molt antic citat per Blaise de Vigenère al seu Tractat de xifres i maneres secretes d'escriure, París, 1586. A la part inferior, els “homes balladors”: cada figureta representa una lletra. El talent de Sherlock Holmes i l'anàlisi de freqüències van resoldre fàcilment aquests missatges misteriosos. Crèdit: P. Guillot.

Un altre procés consisteix a canviar l'ordre de les lletres sense alterar-les, per exemple la quadrícula giratòria, presentada pel coronel austríac Édouard Fleissner von Wostrowitz (1825-1888) i descrita a la novel·la de Jules Verne "Mathias Sandorf".

Clic a la imatge per engrandir. La "quadrícula giratòria": la graella es col·loca al criptograma i després es gira quatre vegades un quart de volta en sentit horari. El missatge clar apareix als quadres calats de la quadrícula. Crèdit: P. Guillot. Sci-Bit.

Clau de transposició i clau de substitució

Fins al final de la Primera Guerra Mundial, els nombres utilitzats pels militars es basaven sovint en una combinació d'aquests dos processos: substitució alfabètica i transposició de lletres. Així, els serveis d'escolta francesos van interceptar l'1 de juny de 1918, als voltants de Compiègne, el missatge següent:

AGXVF VXXAG XFDAX GDAAF DGGAF FXGGX XDFAX GXAXV AGXGG DFAGD GXVAX VFXGV FFGGA

Aquest missatge es va transmetre immediatament a la secció de xifrat que va aconseguir trobar la clau de transposició, després la clau de substitució per reconstruir finalment el missatge en text pla: Munitionierung beschleunigen Punkt soweit nicht eingesehen auch bei Tag ("per accelerar el subministrament de munició, fes-ho. fins i tot de dia mentre no ens vegin”).

El radiograma de la victòria:

Clic a la imatge per engrandir. "Radiograma de la victòria". A la part superior, aplicació de la transposició. La clau de transposició és la numeració de columnes. El radiograma interceptat s'escriu verticalment a les columnes numerades 1, 2... fins a 21. La lectura horitzontal de la taula donarà claredat després de l'aplicació de la substitució. A continuació, aplicació de substitució. La clau de substitució és com omplir la taula amb lletres i números. Les lletres ordenades del radiograma s'agrupen per parelles. El primer és l'índex de fila, el segon és l'índex de columna de la taula. DA = m, GX = u, FA = n, GF = i, XG = t, etc. Crèdit: P. Guillot

La debilitat de les substitucions alfabètiques es va posar de manifest ràpidament. Només proporcionen una aparença de seguretat. Durant el Renaixement, diversos actors, l'arquitecte Léon Battista Alberti, abat Jean Trithème, el físic Giovanni Battista Porta, el matemàtic Girolamo Cardanoi i el magistrat Blaise de Vigenère van desenvolupar el xifrat poli-alfabètic. Es tracta d'un procés on l'alfabet de substitució canvia durant el missatge, fent que el treball de desxifratge sigui extremadament difícil, fins al punt que aquest mètode conservarà la fama de ser indesxifrable durant molt de temps. Tanmateix, s'utilitzava molt poc per als despatxos oficials i el seu ús es va limitar als intercanvis entre actors privats, com la reina Maria Antonieta i el comte Axel de Fersen els anys 1791-1792. La raó d'això és l'extrema dificultat d'execució manual i els errors inevitables que se'n deriven. Només es practicarà realment en un marc institucional després de la invenció de màquines que n'automatitzen l'ús, com la famosa màquina Enigma.

El codi Sittler

 
La criptologia governamental i diplomàtica fa temps que utilitza nomenclatures que consisteixen en un alfabet de substitució, amb diverses opcions possibles per a les lletres més comunes per tal d'enganyar l'anàlisi de freqüències, associades a un repertori de codificació de paraules comuns. Aquests directoris eren populars als primers dies del telègraf tant per a finalitats de privadesa com de compressió, amb els telegrames que es cobraven pel nombre de caràcters. El més famós d'ells és, sens dubte, el diccionari d'abreviatura xifrat de F.-J. Sittler, que inclou 100 pàgines cadascuna amb una llista de cent paraules habituals o porcions de frases. Cada paraula està codificada per dos números que indiquen la pàgina i el lloc de la pàgina. Aquests codis van durar fins als anys setanta, quan el desenvolupament de la informàtica electrònica els va fer definitivament obsolets.

Clic a la imatge per engrandir. Dues pàgines del famós codi de Sittler, o el diccionari d'abreviatura xifrat de Sittler. Crèdit: Fredandre.

Capítol anterior: 1 L'art dels codis secrets
Capítol següent: 3 La màscara d'un sol ús o figura de Vernam

Ho he vist aquí.

Divertida demostració gràfica de la primera llei de Newton

Aprofitant que ha caigut a les meves mans un vídeo d'humor, he volgut treure-li suc per fer divulgació amb una entrada sobre física explicant gràficament la 1ª Llei de Newton.

La primera llei de Newton ens diu que:

"Tot cos lliure, sobre el qual no actua cap força, manté el seu estat de moviment, ja sigui en repòs, o ja sigui en moviment rectilini uniforme". També anomenada principi de Galileu i pot expressar-se com:

    ∑ F = 0

En termes senzills, el moment és una propietat dels objectes en moviment, i la llei estableix que el moment total d'un sistema roman constant mentre no hi actuï una força externa.

Al vídeo, tant l'scooter com l'home assegut al darrere es movien a la mateixa velocitat, per la qual cosa tenien impuls en la mateixa direcció.

Quan el sotrac va fer que el noi saltés, va mantenir el seu impuls perquè cap força externa va actuar sobre ell per aturar-lo. Encara que va abandonar temporalment el scooter, el seu impuls el va mantenir movent-se cap endavant a la mateixa velocitat que el scooter, permetent aterrar de nou en el mateix punt relatiu al scooter.

El moment que tenia mentre era al patinet es va conservar, cosa que demostra el principi que el moment en un sistema tancat (com el noi i l'scooter) roman constant a no ser que alguna cosa actuï per canviar-lo.

Isaac Newton

Transitant per davant de la Lluna

Us portem una foto curiosa, una de les favorites de l'autor, en Andrew McCarthy: la EEI (ISS) en trànsit pel cràter Tycho de la Lluna. Per aquesta imatge el van nominar a un premi i va arribar a l'espai!

Clic a la imatge per engrandir. Crèdit: Andrew McCarthy (@cosmicbackground)

Li ha donat format de fons de pantalla de mòbil perquè la pugueu capturar i gaudir-ne. N'anirà publicant diàriament durant un temps, així que estigueu atents. Per aconseguir els fons de pantalla, visiteu les seves històries.

Ho he vist aquí.

Desenredant les restes de Cassiopea A

El misteri de com va explotar Cassiopea A s'està desvetllant gràcies a les noves dades del Nuclear Spectroscopic Telescope Array (Conjunt de telescopis espectroscòpics nuclears), o NuSTAR, de la NASA. En aquesta imatge, les dades de NuSTAR, que mostren raigs X d'alta energia procedents de material radioactiu, estan pintades en blau. Els raigs X de menor energia procedents de material no radioactiu, obtinguts anteriorment amb l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA, es mostren en vermell, groc i verd. La nova vista mostra una imatge més completa de Cassiopea A, les restes d'una estrella que va esclatar en un esdeveniment de supernova la llum del qual va arribar a la Terra fa uns 350 anys, quan podria haver aparegut els observadors com una estrella que de sobte es va il·luminar.

Clic a la imatge per engrandir. Crèdit: NASA/JPL-Caltech/CXC/SAO

El romanent és a 11.000 anys llum de la Terra. NuSTAR és el primer telescopi capaç de prendre imatges detallades del material radioactiu del romanent de supernova Cassiopea A. Encara que altres telescopis han detectat radioactivitat en aquests objectes amb anterioritat, NuSTAR és el primer capaç de precisar la ubicació de la radioactivitat, creant mapes. Quan una estrella massiva explota, crea molts elements: no radioactius, com el ferro i el calci que es troben a la sang i els ossos, i radioactius, com el titani-44, la desintegració del qual emet raigs X d'alta energia que NuSTAR pot veure. En cartografiar el titani-44 a Cassiopea A, els astrònoms obtenen una visió directa del que va passar al nucli de l'estrella quan es va fer miques.

Aquestes dades de NuSTAR complementen observacions anteriors realitzades per Chandra, que mostren elements, com el ferro, que van ser escalfats per ones de xoc més allunyades del centre del romanent. En aquesta imatge, les dades vermelles, grogues i verdes van ser recollides per Chandra amb energies compreses entre 1 i 7 quilo-electronvolts (keV). El color vermell mostra el ferro escalfat, i el verd representa el silici i el magnesi escalfats. El groc és el que els astrònoms anomenen emissió contínua, i representa un rang d'energies de raigs X. El titani-44, mostrat en blau, va ser detectat per NuSTAR a energies compreses entre 68 i 78 keV. Les observacions del NuSTAR apunten a una possible solució a l'enigma de com detonen els estels. El fet que el titani -que és un traçador directe de l'explosió de la supernova- estigui concentrat en aglomeracions al nucli recolza una teoria anomenada "asimetries lleus". En aquest escenari, el material s'amuntega al cor de la supernova, regirant una ona de xoc i permetent que faci esclatar les capes exteriors de l'estrella.

Ho he vist aquí.

Fent saltirons pel sistema solar

Quina gravetat t'agradaria experimentar?

Et convidem a fer una passejada per diferents planetes, llunes i asteroides del nostre sistema solar per experimentar com t'afectarien les diferents gravetats de cada un d'ells. Ho provarem amb les masses de la Terra, Júpiter, Neptú, Venus (amb semblant gravetat que Saturn i Urà), Mart (i semblants valors per Mercuri), Lluna, Plutó, Ceres (planeta nan al Cinturó d'Asteroides), Miranda (lluna d'Urà) i Fobos (lluna de Mart).

De fet, sabies que depenent del cos celeste, com els asteroides, si saltessis podries anar directe a l'espai profund! Això és perquè no tenen gravetat suficient per arrossegar-te, és a dir, la velocitat d'escapament és tan baixa que en un sol salt podries ser llançat a l'espai com un coet.

Crèdit: cooked_meat. 

 

 

Panorama del centre galàctic en raigs X i ràdio

Aquesta panoràmica ofereix una visió sense precedents dels raigs X per sobre i per sota del centre de la Via Làctia. Aquest nou estudi es basa en observacions anteriors de l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA, unint 370 punts diferents del telescopi. En aquesta imatge principal, s'han combinat diferents bandes de raigs X de Chandra (taronja, verd, morat) amb dades de ràdio (gris). Aquestes dades revelen fils de gas sobreescalfat i camps magnètics a prop del centre de la Via Làctia.

Clic a la imatge per engrandir. Crèdits: Raigs X: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Ràdio: NRF/SARAO/MeerKAT.

 

 

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C84

La llum dispersa d'un estel brillant proper pot interferir en l'observació d'aquest bell cúmul.

La imatge a sota mostra el cúmul globular Caldwell 84, de manera gairebé esfèrica. Es tracta d'una composició d'observacions preses en llum visible i ultraviolada per dos dels instruments científics del Hubble, l'Advanced Camera for Surveys (Càmera Avançada de Sondejos) i la Wide Field Camera 3 (Càmera de Camp Ample 3). Aquestes observacions van ajudar els astrònoms a comprendre millor els moviments i les abundàncies químiques de les estrelles del cúmul. Una estrella relativament brillant, probablement més propera a nosaltres que el cúmul, apareix a la part superior esquerra del centre del cúmul a la imatge del Hubble.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. Aquesta imatge mostra el cúmul globular Caldwell 84, gairebé esfèric. Es tracta d'una composició d'observacions preses en llum visible i ultraviolada per dos dels instruments científics del Hubble, l'Advanced Camera for Surveys (Càmera Avançada de Sondejos) i la Wide Field Camera 3 (Càmera de Camp Ample 3). Aquestes observacions van ajudar els astrònoms a comprendre millor els moviments i les abundàncies químiques de les estrelles del cúmul. Crèdit: NASA, ESA, A. Sarajedini (Florida Atlantic University) i G. Piotto (Università degli Studi di Padova); Processament: Gladys Kober (NASA/Catholic University of America)

Els astrònoms han plantejat la hipòtesi que aquest cúmul globular és membre de la "Salsitxa de Gaia", les restes d'una galàxia nana que es creu que va col·lisionar amb la Via Làctia fa entre 8 i 10 milions d'anys. Quan la galàxia nana es va fusionar amb la nostra, la interacció gravitatòria la va esquinçar, deixant darrere seu diversos cúmuls globulars i milions d'estrelles amb òrbites inusuals. Gràcies a aquestes òrbites inusuals, quan es tracen les velocitats d'aquestes estrelles en un gràfic apareix una forma allargada semblant a una salsitxa. Atès que els cúmuls globulars com Caldwell 84 solen formar-se en galàxies més grans, els astrònoms creuen que la galàxia nana que va col·lisionar amb la Via Làctia era una de les majors de les primeres galàxies satèl·lit de la Via Làctia.

També coneguda com a NGC 5286, Caldwell 84 va ser descoberta el 1826 per l'astrònom escocès James Dunlop mentre realitzava observacions a Austràlia. Situat a la constel·lació del Centaure i amb una magnitud aparent de 7,6, aquest cúmul globular es pot veure amb un telescopi petit. Tot i això, la llum dispersa de la propera estrella M Centauri, de magnitud 4,6, pot interferir en l'observació del cúmul. És més fàcil observar-lo durant la tardor a l'hemisferi sud. (Els qui es trobin a prop de l'equador a l'hemisferi nord el poden buscar a finals de primavera). Caldwell 84 es troba a uns 35.000 anys llum de la Terra i és un dels cúmuls globulars més antics de la Via Làctia.

C84 a la web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del Hubble del blog

El Hubble destaca una supernova

Aquesta imatge del telescopi espacial Hubble de la NASA/ESA mostra la galàxia LEDA 857074, situada a la constel·lació d'Eridà LEDA 857074 és una galàxia espiral barrada, amb braços espirals parcialment trencats. La imatge també va captar una supernova, anomenada SN 2022ADQZ, brillant intensament al costat dret de la barra de la galàxia.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge del telescopi espacial Hubble de la NASA/ESA mostra la galàxia LEDA 857074. Crèdit: ESA/Hubble i NASA, R. J. Foley

Hi ha diversos camins evolutius que poden conduir a l'explosió d'una supernova. Un és la mort d'una estrella supermassiva. Quan un estrella supermassiva es queda sense el seu combustible d'hidrogen, comença una etapa en què fusiona els elements restants en altres cada vegada més pesats. Aquestes reaccions finals de fusió generen cada cop menys força cap a l'exterior (pressió de radiació) per equilibrar l'estrebada gravitatòria de l'estrella cap a l'interior. A mesura que es van formant elements més pesats al nucli de l'estrella, aquest comença a col·lapsar-se completament sota la seva pròpia gravetat, i les capes exteriors de l'estrella esclaten en una explosió de supernova. Depenent de la massa original de l'estrella, el seu nucli pot col·lapsar fins a convertir-se en neutrons, deixant darrere seu una estrella de neutrons, o la seva gravetat pot ser tan gran que col·lapsi fins a convertir-se en un forat negre.

Els astrònoms van detectar la supernova SN 2022ADQZ amb un sondeig automatitzat a finals del 2022. Aquest descobriment els va portar a observar la galàxia amfitriona de la supernova, LEDA 857074, amb el Hubble a principis del 2023.

L'aguda visió del Hubble ens permet veure supernoves que es troben a milers de milions d'anys llum i que són difícils d'estudiar amb altres telescopis. La imatge d'una supernova des de terra sol barrejar-se amb la imatge de la seva galàxia amfitriona, però el Hubble pot distingir la llum d'una supernova de la de la seva galàxia amfitriona, mesurant directament la supernova.

Els astrònoms detecten milers de supernoves a l'any, però la probabilitat que en detectin una en una galàxia concreta dels milions que hi ha catalogats és escassa. Gràcies a aquesta supernova, LEDA 857074 s'uneix a les files d'altres objectes celestes amb la seva pròpia imatge del Hubble.

Ho he vist aquí.

Dossier Criptografia: 1 L'art dels codis secrets

Fer que els codis secrets siguin irrompibles és un vell somni dels professionals de la seguretat. Des de l'Antiguitat, la gent ha inventat sistemes manuals i després mecànics abans de la revolució electrònica. En aquest dossier descobriu la criptologia i els seus usos, des del xifratge tradicional fins a l'ús d'ordinadors, inclòs el xifratge RSA.

Tan bon punt l'escriptura permetia conservar i transmetre les traces dels seus coneixements, calia trobar maneres de fer que la informació continguda en els missatges escrits fos inaccessible per a aquells a qui no estava destinada. Des de l'Antiguitat i les substitucions alfabètiques, les tècniques de codificació van agafar una altra dimensió amb l'arribada dels ordinadors i les tecles complexes de xifratge RSA.

Clic a la imatge per engrandir. La criptologia es pot veure com l'art dels codis secrets i els panys xifrats. Crèdit: Clément Dorando.

Com va aparèixer el càlcul en el que avui anomenem "el xifrat", que va donar lloc a la idea de les màquines de xifrat, primer mecàniques, després electromecàniques, finalment electròniques i miniaturitzades en targetes intel·ligents? On intervé l'adversari, el soci obligatori del joc criptològic, sense el qual la seguretat no es pot assegurar en definitiva? Quina va ser l'aportació de la informàtica, és a dir, la mecanització del càlcul, i la seva estreta vinculació amb la teoria de la computabilitat que classifica els problemes segons la seva dificultat de resolució?

Claus per desentranyar els misteris dels codis secrets

Totes aquestes preguntes es tracten al llibre en francès "La cryptologie: L'art des codes secrets" de Philippe Guillot, publicat per EDP Sciences.

Aquest dossier, que conté diversos extractes del llibre, recorre la història d'aquesta tècnica, dóna alguns exemples del seu ús i discuteix el seu potencial. En definitiva, les claus per desentranyar dos o tres dels seus misteris.

El lector podrà descobrir en aquest dossier, a través d'una selecció de preguntes relacionades amb aquest fascinant camp de la criptologia, alguns mètodes tradicionals, utilitzats en la història o la literatura, que sempre han fet les delícies dels amants dels trencaclosques i dels enigmes. També descobrirà un sistema absolutament segur, que data de principis del segle XX, i que encara avui es considera indecodificable.

Es donarà alguns aclariments sobre la revolució que es va produir a mitjans dels anys setanta, quan es va inventar la paradoxa de la clau pública. Finalment, els universos virtuals d'Impagliazzo, cadascun amb la criptografia que li és específic, i quin progrés científic el farà real o el farà desaparèixer, donant llum a les qüestions molt actuals de la teoria criptogràfica.

Capítol següent: 2 Xifratge tradicional; quadrícula giratòria, radiograma de victòria i codi Sittler.

Ho he vist aquí.

Chandra observa la Galàxia del Gall Dindi

Per commemorar el 25è aniversari del llançament de l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA, l'equip de Chandra va publicar aquesta imatge mai vista de NGC 6872, una galàxia espiral a la constel·lació del Gall Dindi, el 22 de juliol de 2024. Aquesta imatge i 24 més, que inclouen dades de Chandra, demostren com l'astronomia de raigs X explora tots els racons de l'univers.

Feu clic a la imatge per ampliar-la. La galàxia espiral barrada NGC 6872 està interactuant amb una galàxia més petita a la part superior esquerra. És probable que la galàxia més petita hagi extret gas de NGC 6872 per alimentar el forat negre supermassiu del centre. Crèdit: Raigs X: NASA/CXC/SAO; Òptic: NASA/ESA/STScI; Processament d'imatge: NASA/CXC/SAO/J. Schmidt, L. Frattare, i J. Major

NGC 6872 té 522.000 anys llum de diàmetre, cosa que la converteix en més de cinc vegades la mida de la Via Làctia; el 2013, astrònoms dels Estats Units, Xile i Brasil van descobrir que era la galàxia espiral més gran coneguda, basant-se en dades d'arxiu del Galaxy Evolution Explorer (GALEX) de la NASA. Aquest rècord va ser superat per NGC 262, una galàxia que fa 1,3 milions d'anys llum de diàmetre.

Vegeu les fotos de la galeria inferior publicades amb motiu d'aquesta celebració fent un clic aquí.

Clic a la imatge per engrandir. Crèdit: Chandra, NASA.

La imatge principal de la entrada va ser considerada per la NASA el 22 de Juliol de 2024 com la seva imatge del dia.

Ho he vist aquí.