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 (en preparació)

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.