Un altocumulus lenticularis de foto

Portem avui una preciosa imatge tant paisatgística com meteorològica. L'altocumulus lenticularis és una mena de núvol conegut també com núvol lenticular o núvol de vent. És estacionari perquè sol formar-se quan l'aire (vent) puja seguint la falda d'una muntanya o serralada, com per exemple, a les Torres del Paine (Xile) a la imatge. 

Article per gentilesa del company @MeteoBarrufet aka Barrufet del temps, és molt recomanable el seu seguiment. Crèdit foto; Michael Fung, X.

Enganxats al cosmos

Enganxats al cosmos, i qui no?

El Bucle del Cigne (també conegut com a Nebulosa del Vel) és un romanent de supernova, restes d'una explosió estel·lar massiva ocorreguda fa entre 5.000 i 8.000 anys. La supernova original hauria estat prou brillant com per veure's clarament des de la Terra a simple vista. Amb tres graus de diàmetre, el bucle del Cigne és tan ample com sis llunes plenes al cel nocturn.

Clic a la imatge per engrandir. A la imatge composta, el romanent s'assembla a un núvol difós en taronges, blaus, morats i blancs, amb la forma d'una lletra C al revés. El romanent té com a teló de fons estrelles disperses. Crèdits: Raigs X: NASA/SAO/CXC; Òptic: John Stone (Astrobin); Processament d'imatges: NASA/SAO/CXC/L. Frattare, N. Wolk.

Aquesta imatge és una combinació de dades de raigs X de l'Observatori de Raigs X Chandra de la NASA i dades òptiques de l'astrònom aficionat John Stone, però l'equip de NASA del Chandra també acaba de publicar una nova visualització en 3D del Bucle del Cigne. Visualitza com l'ona expansiva de l'explosió interactua amb un núvol aïllat del medi interestel·lar (és a dir, pols i gas entre les estrelles). Podeu veure aquest model 3D i altres de similars fent un clic aquí.

Ho he vist aquí.

Preludi i fuga de forat negre!

Tres noves sonificacions – cadascuna amb una connexió als forats negres – veiem avui. La primera és un preludi del possible naixement d'un forat negre, l'estrella WR 124, vista aquí en llum de raigs X del Chandra i llum infraroja del telescopi James Webb i d'altres telescopis.

WR124 és una estrella massiva extremadament brillant i de curta vida coneguda com a Wolf-Rayet a una distància d'uns 28.000 anys llum de la Terra. Aquestes estrelles llancen les capes exteriors a l'espai, creant espectaculars disposicions que es veuen en llum infraroja des del telescopi espacial James Webb de la NASA.

Imatge del NIRCam del Webb de WR124. Crèdit: Judy Schmidt (CC BY2.0)

En la sonificació de WR124, la nebulosa se sent com a flautes i les estrelles de fons com a campanes. Al centre de WR124, on comença l'exploració abans de desplaçar-se cap a l'exterior, hi ha un nucli calent de l'estrella que podria explotar com a supernova i, potencialment, col·lapsar i deixar darrere seu un forat negre. A mesura que l'escàner es desplaça des del centre cap a l'exterior, les fonts de raigs X detectades per Chandra es tradueixen en sons d'arpa. Les dades del James Webb s'escolten com a sons metàl·lics de campana, mentre que la llum de l'estrella central es mapeja per produir el so descendent en forma de crit del principi. La peça es completa amb cordes que toquen com a acords dades addicionals del trio telescòpic infraroig format pel telescopi espacial Herschel de l'ESA, el retirat telescopi espacial Spitzer de la NASA i el retirat Wide Image Survey Explorer (WISE) de la NASA.

Crèdits: Raigs X: (Chandra) NASA/CXC/SAO; Infraroig: (Webb) NASA/ESA/CSA/STScI/Webb ERE Production Team; Infraroig: (Herschel) ESA/NASA/Caltech, (Spitzer) NASA/JPL/Caltech, (WISE) NASA/JPL/Caltech; Processament d'imatges: NASA/CXC/SAO/J. Major; Sonificació: NASA/CXC/SAO/K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)

Ho he vist aquí.

Existeix el silenci absolut, veritat o mentida?

Existeix realment el silenci absolut? La idea que pots estar en un entorn sense cap soroll és força fascinant. Al cap i a la fi, és cert que fem el que fem, siguem on siguem, fins i tot als llocs més tranquils, podem notar que sempre hi ha un so. Però, on hem d'anar per trobar el silenci absolut?

Clic a la imatge per engrandir. El silenci absolut és una experiència difícil de viure, sempre hi ha un so en algun lloc. Crèdit: Babycrab, Adobe Stock

 

El so dels elements de la taula periòdica  Els elements químics de la taula periòdica emeten llum. Segons un espectre que és únic per a cada element. Aquests són els espectres que un investigador ha triat per sonificar, per posar en música. El resultat a vegades és esgarrifós, altres vegades meravellós, sempre sorprenent. (en anglès) Crèdit: American Chemical Society

El soroll sempre ha estat una part integral del nostre medi ambient. Per descomptat, durant l'últim segle, la contaminació acústica s'ha intensificat, sobretot a les zones urbanes. Sí, el trànsit rodat és tot un enrenou! Però no tothom el percep de la mateixa manera.

Parlem del soroll

És cert que el soroll sovint es defineix com un so no desitjat i desagradable que pertorba la nostra concentració i benestar. Però alguns sons familiars, al contrari, ens poden reconfortar. El balbuceig d'una font, el so de les fulles o el ronroneig d'un gat poden ser calmants, mentre que una botzina estrident o una obra sorollosa generen estrès i irritació.

De fet, no tots els sons són percebuts de la mateixa manera per cadascun de nosaltres. Per exemple, si escolteu diversos sons reproduïts a la mateixa intensitat, com ara el grinyolar del guix en una pissarra, el so d'algú assegut al vostre costat mastegant o els crits estridents d'un nen, no tindreu el mateix nivell de tolerància que algú que els escolta amb vosaltres. Simplement perquè, fins i tot si són d'intensitat similar, aquests sons provoquen reaccions molt diferents d'un individu a un altre, que van des de la molèstia fins a la indiferència i la incomoditat. A més, els nivells sonors es mesuren en decibels.

Però, sabíeu quin nivell d'oïda té un ésser humà? Comença a 0 dB. D'acord, és fàcil d'endevinar. Però el llindar de dolor auditiu —el nivell de soroll que pot causar dolor— és d'uns 120 dB. Aleshores, on encaixen els sons quotidians en tot això? Doncs bé, per exemple, el soroll d'una conversa normal serà d'uns 60 dB, mentre que un xiuxiueig serà de 30! Per a un concert o un martell pneumàtic, en canvi, serà d'uns 100 dB. És per això que l'exposició prolongada a aquest tipus de soroll pot ser perillosa. A 130-140 dB, trobem el soroll d'un motor d'avió enlairant-se o el d'un espectacle de focs artificials. En aquests casos, es recomana portar protecció auditiva per evitar el risc de perdre l'oïda. En qualsevol cas, el soroll té repercussions directes en el nostre benestar i la nostra salut. Els estudis demostren que l'exposició prolongada a un entorn sorollós pot causar estrès, trastorns del son i fins i tot efectes sobre la concentració i la comunicació social.

La vibració del so

Precisament, estem parlant d'una paraula important: so. Des d'un punt de vista físic, el so és una vibració que es propaga en forma d'ones en un medi material, ja sigui aire, aigua, metall, etc. A diferència de la llum, que pot viatjar en el buit, el so necessita un medi per viatjar: sense aire, per exemple, no es podria sentir cap soroll. Hmm, això és interessant per a la nostra qüestió del silenci absolut... Però hi tornarem més tard.

Quan una font sonora, com ara una corda de guitarra o una corda vocal, vibra, posa en moviment les partícules del medi circumdant. Aquestes partícules transmeten l'energia d'una a l'altra, formant ones sonores. La propagació del so depèn del medi pel qual viatja. A l'aire, per exemple, les vibracions es propaguen aproximadament a 340 m/s (o aproximadament 1 km en 3 segons). A l'aigua, la velocitat del so és més ràpida, al voltant dels 1.500 m/s, perquè les molècules estan més juntes. I en els sòlids, el so viatja encara més ràpid: pot arribar a 5.000 o 6.000 m/s en alguns metalls, perquè les partícules estan molt compactades, cosa que facilita la transmissió de les vibracions. Per caracteritzar-ho, parlem de freqüència sonora, mesurada en hertzs.

L'oïda humana generalment percep sons entre 20 Hz i 20.000 Hz. Per sota d'això, parlem d'infrasons, que són percebuts per alguns animals, com els elefants. I per sobre d'això, parlem d'ultrasons, que són utilitzats pels ratpenats i en imatges mèdiques. I després, una altra cosa que cal saber: el so pot rebotar en certes superfícies, cosa que s'anomena reflexió, ser absorbit per materials tous, com l'escuma acústica, o canviar de direcció en passar per diferents medis; això s'anomena refracció. És per això que un crit ressona en una cova però s'esmorteeix en una habitació emmoquetada.

 

Clic a la imatge per engrandir. Sabem que el so és una vibració, però existeix el silenci absolut? Crèdit: ckybe, Adobe Stock

On podem trobar silenci?

Podeu pensar el contrari, però l'espai... és completament silenciós. És un entorn de silenci absolut perquè no hi ha cap medi material que transporti les ones sonores. A diferència de la Terra, on el so viatja a través de l'aire, l'aigua o els sòlids, com ja hem dit, l'espai és un buit: no hi ha prou àtoms o molècules per permetre la transmissió de vibracions sonores. I ara direu: "Sí, però a les pel·lícules de ciència-ficció, les explosions de naus espacials són molt fortes". Sí, però per això no és realista i per això és ciència-ficció. En realitat, si una nau explotés al buit de l'espai, no sentiríem cap so, només la imatge de l'explosió. Al cap i a la fi, és cert que certes ones electromagnètiques emeses per les estrelles poden ser captades per instruments especialitzats i després convertides en sons audibles pels científics. Així és com la NASA va poder "traduir" les vibracions dels camps magnètics planetaris en sons intrigants, com els de Saturn captats per la sonda Cassini. Però això és després del processament; per a l'oïda humana, l'espai roman en silenci. I fins i tot diria que és absolutament silenciós. A la Terra, podem experimentar això en cambres anecoiques.

Llavors, què és una cambra anecoica? És una sala dissenyada per absorbir completament les ones sonores, eliminant tota la reverberació. Les seves parets estan cobertes amb materials absorbents com l'escuma, i està aïllada del soroll extern. Es pot utilitzar per provar equips d'àudio o estudiar l'acústica. Realment crea un silenci extrem; és força impressionant. Algunes cambres arriben a nivells inferiors a 0 dB, on pots sentir el funcionament del teu propi cos. Aquest silenci pot arribar a ser força opressiu i pot fer que l'experiència sigui inquietant per a algunes persones.

De fet, el silenci absolut és més una noció teòrica que una realitat absoluta. Si hi penseu, sempre hi haurà un soroll en algun lloc, provinent de l'entorn en què ens trobem o de nosaltres mateixos. Per poder definir el silenci com a absolut, primer hauríem de ser capaços d'experimentar-lo. I no és tan fàcil com a humà experimentar aquest silenci a l'espai, per exemple. I després, a les cambres anecoiques, com hem vist, sentirem altres sorolls, en particular els del nostre cos: respiració, batecs del cor, etc.

La història de Christopher Knight

Abans d'acabar, volíem explicar-vos la història de l'ermità americà Christopher Knight. Li posaven el sobrenom de "L'ermità de Maine". Va desaparèixer el 1986 als 20 anys, abandonant bruscament la seva família i la societat per viure sol als boscos de Maine. Durant 27 anys, va sobreviure sense foc ni contacte humà, alimentant-se robant furtivament de les cabanes properes. Evitava tota interacció. Vivia en silenci, evitant qualsevol soroll que pogués delatar la seva presència. Va romandre invisible gràcies a la seva increïble discreció i al seu perfecte coneixement de la natura.

Però el 2013 va ser arrestat robant menjar d'un campament d'estiu. El seu aïllament el va fer extremadament sensible al so: després de la seva detenció, va dir que el simple so d'un cotxe o una conversa es tornava gairebé insuportable. Només va intercanviar una frase amb un excursionista en gairebé tres dècades. Això va reforçar la seva reputació de fantasma esquiu.

Si voleu saber-ne més sobre aquesta història i sobre el silenci en general, us recomano molt l'exposició Silence a la Cité des Sciences et de l'Industrie de París. Allà podràs gaudir d'una experiència realment extraordinària. Així doncs, si t'interessa, ves-hi! L'exposició està oberta fins al 31 d'agost de 2025.

 

Ho he vist aquí.

Contemplant una patata ràpida

El telescopi espacial Hubble de la NASA va prendre 13 exposicions separades durant 22 minuts per crear aquesta imatge en time-lapse de la petita lluna Fobos (a l'esquerra), amb forma de patata, orbitant al voltant de Mart. Fobos és tan petita que sembla una estrella en aquestes fotos del Hubble.

Clic a la imatge per engrandir. La diminuta lluna Fobos viatja darrere de Mart en aquesta imatge. La lluna apareix diverses vegades, ja que és una fotografia en time-lapse. Fobos és aquí un petit punt platejat. Mart domina les fotos. Mart és principalment vermell-ataronjat, amb taques fosques i motes platejades al voltant de les seves vores. Crèdit: NASA, ESA i Z. Levay (STScI)

 

No obstant, aquesta petita patata és ràpida: Fobos orbita Mart en només 7 hores i 39 minuts, és a dir, més ràpid del que gira Mart. L'òrbita de la lluna s'està reduint molt lentament, cosa que significa que amb el temps, d'aquí a 50 milions d'anys, es trencarà sota l'atracció gravitatòria de Mart, o s'estavellarà contra el planeta.

La pobra petita Fobos ja ha estat maltractada: gairebé va ser destrossada per un impacte gegant i té marques de milers d'impactes de meteorits. 

Aquí hi ha algunes dades curioses més sobre Fobos.

- No té atmosfera.
- És la més gran de les dues llunes de Mart. L'altra lluna es diu Deimos.
- La fina pols de la superfície de Fobos no pot retenir la calor.

Ho he vist aquí.

Catàleg Caldwell del Hubble. Objecte C93

Les observacions del Hubble de Caldwell 93 també van descobrir una galàxia inesperada.

Clic a la imatge per engrandir. Caldwell C93. Crèdit: ESA/Hubble i NASA

Caldwell 93 és un brillant cúmul globular de més de 100.000 estrelles, totes unides per la gravetat. El cúmul manté la població estel·lar dins d'una esfera d'uns 100 anys llum de diàmetre. També catalogat com a NGC 6752, aquesta ciutat estel·lar insular resideix a l'halo de la nostra galàxia, la Via Làctia. Els cúmuls globulars són els primers pobladors de la Via Làctia, alguns possiblement tan antics com la pròpia galàxia. Es creu que totes les estrelles d'aquest eixam antic tenen gairebé la mateixa edat: uns 10.000 milions d'anys.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge composta mostra la ubicació de la galàxia nana descoberta accidentalment anomenada Bedin 1, que es troba molt per darrere del cúmul globular Caldwell 93 (NGC 6752). La imatge inferior del cúmul és una observació terrestre del Digitized Sky Survey 2 (DSS2 Estudi digitalitzat del Cel 2). La imatge superior dreta del Hubble mostra una vista més propera d'algunes de les estrelles del cúmul. La imatge superior esquerra (una secció de la imatge del Hubble) destaca la regió que conté la galàxia Bedin 1, que apareix com una concentració d'estrelles a la part esquerra de la imatge. Crèdit: NASA, ESA, L. Bedin (Observatori Astronòmic de Pàdua, Itàlia), i Digitized Sky Survey 2.

Aquesta imatge del Hubble, presa en llum visible i infraroja utilitzant l'Advanced Camera for Surveys (Càmera Avançada per Sondejos), va revelar que una fracció notable de les estrelles properes al nucli del cúmul són sistemes estel·lars múltiples. El Hubble també va descobrir la presència d'estrelles blaves endarrerides, que semblen ser sorprenentment més joves que les veïnes. Es creu que les endarrerides blaves es van formar per fusions estel·lars i col·lisions al dens entorn estel·lar del nucli del cúmul.

Les observacions de Caldwell 93 realitzades pel Hubble també van descobrir una cosa inesperada: una galàxia! Batejada com a Bedin 1, aquesta galàxia es troba 2.000 vegades més lluny de la Terra que Caldwell 93, però va ser descoberta per casualitat traient el cap entre les estrelles del cúmul. Mesura uns 3.000 anys llum de diàmetre, és a dir, només 1/30 de la mida de la Via Làctia. A més de diminuta, és increïblement feble, cosa que ha portat els astrònoms a classificar-la com a galàxia nana. Té 13.000 milions d'anys, gairebé tant com l'Univers. A causa de la seva antiguitat i del seu aïllament, que gairebé no li han permès interactuar amb altres galàxies, la nana és l'equivalent astronòmic d'un fòssil vivent de l'univers primitiu.

Caldwell 93 va ser descobert per l'astrònom James Dunlop el 1826. El cúmul es troba a uns 13.000 anys-llum de distància i es troba en la constel·lació austral del Gall Dindi. Amb una magnitud de 5,4, Caldwell 93 és un dels cúmuls globulars més brillants del cel nocturn, potencialment visible a primera vista en cels molt foscos. Uns prismàtics proporcionaran una vista extraordinària d'aquesta col·lecció estel·lar, que s'observa millor durant l'hivern a l'hemisferi sud. També podeu veure des de l'Hemisferi Nord a l'estiu, des de llocs propers a l'equador.

C93 a la web de la NASA
Índex del Catàleg Caldwell del Hubble del blog

Dossier: Criptografia. 7 Signatura digital i xifratge

Fer que els codis secrets siguin irrompibles és un vell somni dels professionals de la seguretat. Des de l'antiguitat, els humans han inventat sistemes manuals i després mecànics abans de la revolució electrònica. Descobriu en aquest dossier la criptologia i els seus usos, des de l'encriptació tradicional fins a l'encriptació RSA i l'ús de la informàtica.

Les activitats humanes depenen en gran mesura de la confiança en els compromisos dels diferents actors entre ells. Aquesta confiança es materialitza mitjançant una signatura col·locada en un document. Calia trobar un equivalent digital de la signatura, produïda per una persona determinada i verificable per tots: la signatura digital.

Clic a la imatge per engrandir. Signatura digital: validació en format digital. Crèdit: Luckystep, Adobe Stock

Un mecanisme de clau pública com la RSA autoritza la producció d'aquesta signatura digital. Per comprometre's, simplement aixequeu el document que voleu signar a la potència de l'exponent privat mòdul n. El resultat constituirà la signatura del document. Qualsevol pot verificar la signatura elevant-la a la potència de l'exponent públic mòdul n, però ningú pot produir la signatura sense conèixer l'exponent privat.

Clic a la imatge per engrandir. Signatura de clau pública: la producció de la signatura requereix una clau privada i canvis per a cada document. La seva verificació només requereix una clau pública accessible per a tothom. Crèdit: P. Guillot

Una signatura numèrica

Aquest exemple de la signatura RSA que consta de xifratge amb clau privada va portar als investigadors a preguntar-se si aquesta propietat era consubstancial a la noció de signatura. La signatura és doble al xifratge de clau pública? La resposta és no. No és necessari tenir una funció unidireccional amb trapa per aconseguir aquest mecanisme. Una simple funció unidireccional sense trapa és suficient. Es diu que una funció és "unidireccional" si és fàcilment calculable, però donat un valor, és pràcticament impossible trobar un paràmetre que doni aquest resultat.

Per exemple, per a un nombre primer p, és fàcil elevar qualsevol nombre a la potència n mòdul p amb una successió de multiplicacions i elevacions al quadrat. Tanmateix, trobar l'exponent n a partir del resultat és un problema que avui dia no sabem resoldre de manera eficient. Aquest és el problema del logaritme discret.

Per signar un document amb una funció unidireccional, només cal tenir una clau secreta formada per dos parells de valors  x₁,... x _n i  y₁,... y_n. La clau pública corresponent està formada per les imatges a_i =  f (x_i) i  b_i = f (y_i) per una funció unidireccional f. Signar un missatge  m = m₁ ,... m_n on cada m_i és una informació binaria sent 0 o 1, poso al missatge la revelació de les dades  x_i si  m_i és 0 i  y_i si  m_i és 1. El destinatari pot comprovar fàcilment, utilitzant la clau pública, que  f (x_i) =  a_i si m_i és 0 i  f (y_j) =  b_j si  m_i és 1. Com que la funció és unidireccional, serà difícil que un adversari conegui el valor de l'absència del coneixement dels paràmetre x₁ i y₁.

Aquesta signatura només té interès teòric per la seva total ineficàcia. Signar un document és molt més "pesat" que el propi document i la clau privada no es pot reutilitzar per a un altre document. Tanmateix, l'interès teòric és fonamental: la signatura digital es pot construir a partir d'una funció unidireccional. No cal una trapa per signar un document.

Ho he vist aquí.