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domingo, 09 de octubre de 2005

Está estos días, y hasta Diciembre, abierta una exposición muy bella sobre  la obra de Einstein, en el Jardín Botánico de Madrid.

 


Einstein figura en los anales sociales como un "genio", como alguien  excepcional. Pero se conoce mal su obra.

 

A finales del siglo XIX la física había agotado su capacidad de extracción de  información de sus fórmulas. Había fenómenos que no podían explicarse mediante  las ecuaciones admitidas, y los esfuerzos por resolver este problema derivaban  hacia ideas cada vez más locas.

 

La respuesta a los problemas era, sin embargo, inmediata, pero psicológicamente muy dura: Exigía que los grandes profesores renunciasen a las ecuaciones que  habían derivado, o habían explicado en sus clases, y aceptasen otras ecuaciones.

 

Una respuesta tan dura como aquella que exigía a los tejedores manuales  de Inglaterra que abandonasen sus telares, o la que exige ahora a los mineros  del carbón que se cierren las minas o a los jeques árabes y venezolanos que  se cierren los pozos.

 

La respuesta era que se necesitaban otras ecuaciones. No hacía falta proponer  materias o energías obscuras, bastaba con corregir las ecuaciones.

 

Einstein se  preguntó como es que si moviendo una bobina sobre un núcleo  magnético se genera una corriente, y la misma corriente se genera al mover el  núcleo en el sentido contrario, las ecuaciones de Maxwell no recogen  esa simetría. El problema son las ecuaciones, y no la naturaleza. Resuelve  ese problema corrigiendo las ecuaciones mediante una transformación de las  velocidades, para asimilar el hecho de que las leyes físicas deben ser  exactamente iguales, insisto, -exactamente- iguales, en sistemas en movimiento  relativo con velocidad constante.

 

Ante un problema de interpretación de la naturaleza, no introduce Einstein  conceptos nuevos, fuerzas misteriosas, energías desconocidas: Simplemente  cambia las ecuaciones.

 

Hoy observamos que la velocidad de expansión del universo crece con el tiempo:  Esta velocidad, según el principio de relatividad de Einstein, no podrá ser  nunca igual a la de la luz, por lo que en algún momento la aceleración positiva  deberá anularse. Los problemas que encotramos para entender esta expansión del universo tienen que ser debidos, más que a la propia expansión, a las ecuaciones de la relatividad general que  la interpretan. Quizá necesitamos una corrección a estas ecuaciones, como  las ecuaciones de Maxwell necesitaban una corrección que descubrió Einstein.

 

Einstein no es más "correcto" en sus ecuaciones de lo que pudo serlo Maxwell.  Si aceptamos, en buen principio de relatividad del mismo Einstein, que no hay  velocidades absolutas, salvo la de la luz, ¿debemos admitir que Maxwell  enunciase unas ecuaciones mejorables pero que las ecuaciones de Einstein son  perfectas?

 

Einstein analiza el fenómeno por el cual una onda electromagnética de alta  frecuencia es capaz de extraer un electrón ligado a un núcleo de un átomo,  mientras que otra radiación de baja frecuencia no es capaz de hacerlo, aunque  su energía sea muy grande. De esto deduce que la radiación consiste de  cuantos individuales. Es una deducción posible, pero no la única. Una voz  bien entonada es capaz de romper un vaso con agua haciendo que el vidrio  entre en resonancia. Una voz muy potente, pero cuya frecuencia no hace resonar  al vidrio no consigue romperlo.

 

De estos razonamientos deducimos que los saltos de energía de los electrones  de los átomos funcionan en resonancia, y por lo tanto solo se producen para  unos ciertos valores de las frecuencias excitadoras: La absorción y emisión  de energía de los átomos está tan cuantizada como la música occidental con sus  12 notas y su exclusión de notas intermedias y por tanto de frecuencias  contínuas.  

 

Puede haber fotones o puede no haberlos. La única cuantización se produce  en la interacción de las cargas eléctricas ligadas y la energía  electromagnética incidente sobre ellas.

 

En este sentido la genial deducción de Einstein es que la interacción entre las  ondas electromagnéticas y los electrones atómicos es un fenómeno resonante, de  la misma manera que deduce que la radiación contenida en un volumen finito V0 formado por paredes reflectantes, consta de ondas individuales, resonantes con frecuencia n y energía (R/A)bn.

 

En ningún lado, en ningún experimento en el cual las ondas se propagan  en espacios no cerrados mediante paredes reflectantes, o interaccionan  con electrones no ligados, aparece la cuantización de la energía. Las ondas  largas de la radio pesquera mueven a los electrones libres de los cables de  cobre de las antenas de los barcos sin cuantización alguna, vibrando los  electrones como vibran los átomos en su conjunto bajo ondas electromagnéticas  frecuencia infrarroja: Sin cuantización.

 

En su análisis del movimiento browniano, Einstein dio un paso de gigante, aun cuando para él y para muchos siempre fue éste un trabajo de menor importancia. Pero tanto Einstein como los físicos que le siguieron estaban equivocados.

 

La esencia del análisis de Einstein sobre el movimiento Browniano es que el movimiento de una partícula está controlado por el movimiento de otras muchas que interaccionan con ella. Esto es así y así lo demuestra. Ahora bien, Einstein es un genio que se queda a medio camino. Si el movimiento de una partícula de una cierta masa está determinado por la interacción de esa masa con partículas de su entorno, ¿no estará el movimiento de cada una de éstas últimas determinado por el resto de ellas?

 

La grandeza de Einstein, como la de Galileo y la Newton, no fué encontrar soluciones, sino abrir caminos. El avance en la comprensión de la naturaleza estába cerrado por unos matorrales de ramas secas que obligaban a los físicos a tratar de dar rodeos traidos por los pelos para avanzar. Einstein mostró que es posible avanzar cortando el ramaje y andando decididamente a través del agujero abierto.

 

Sus ideas han sido seguidas hasta sus últimas consecuencias, pero ahora la física encuentra en su camino otros ramajes que la están obligando a explorar direcciones tan extrañas como las que seguía Lorentz con sus transformaciones y Ostwald negando el concepto de átomo.

 

¿Podremos desbrozar la vía?

 

 

21:55 | gestionado por Antonio Ruiz de Elvira | Enviar comentario (5)

Verdades y errores sobre el clima y el cambio climático.

 

 


 

Hoy el clima es un tema que interesa. Interesa tanto que hasta los  generadores de best-sellers como Michael Crichton se han lanzado a  la palestra en busca de un dinero fácil, mostrando al mundo una  imagen distorsionada de la realidad, pero una imagen que, jugando con el  miedo de las personas, aspira a ingresar en su caja personal unos cuantos  millones de dólares.

 

En una de estas revistas universitarias de difusión gratuita que aparecen  por las facultades, en "Generación XXI", se publica la 1ª quincena de  Octubre una serie de trabajos (es de agradecer que vengan firmados) sobre  "Apocalipsis y demás familia: el cambio climático".

 

Hay mucha gente anda por la vida rechazando la evidencia, lo que es muy  propio del ser humano, que rechaza de plano y profundamente las más  claras evidencias vitales. No hay más que considerar que durante miles  de años antes de, y durante decenas de años después de Galileo se rechazó  la evidencia de que es la Tierra la que gira en torno al Sol, y que a  Giordano Bruno se le quemó en la plaza pública por decirlo y que Galileo   murió en arresto domiciliario por mostrar esa evidencia tan sencilla.

 

Se utilizan dos argumentos básicos para hablar contra la evidencia del  cambio climático: Uno es que siempre lo ha habido, y la segunda es que  es un constructo de eco-terroristas que buscan financiación (y son  deshechos por un super-héroe, que ¿cómo no? es agente de la CIA, y  ¿cómo no?  profesor del  MIT.

 

Se cita siempre la débil calidad de las pruebas que nos indican la  existencia de un cambio climático actual.

 

Con ánimo de ayudar a cada lector a formarse su propio criterio, voy  a discutir aquí varios de esos argumentos, refiriendo al lector a la  página

http://not-clima.net  para una consulta más amplia y detallada.

 

En "Generación XXI" aparece un artículo a doble cara de José Cercera,     titulado: "El cambio climático y nosotros: Historia de una arrogancia".

 

Para empezar, afirma este autor que nuestro desconocimiento de de los  detalles de la climatología ha disminuido "un poco" en los últimos  (1000, 2000) años. Ignora este autor que la ciencia se creo hace 400  años, cuando Galileo estableció el principio de falsación y la base  experimental. Antes de eso solo había hipótesis debatibles ad infinitum,  pues no podían ser falsadas mediante el experimento.

 

Puesto que somos, según el autor, la "especie más arrogante" del planeta,  nos creemos con autoridad para investigar sobre el clima. Esto es evidente,  pero no por ser arrogantes, sino por tener la capacidad de razonar.

 

 

 

Sigue el artículo enunciando lo siguiente:

 

"Puede que haya un cambio climático. Pero no está del todo claro. Parece  ser que ese cambio fuera un calentamiento global, aunque no es seguro. Tal vez ese calentamiento coincide con determinadas actividades humanas, aunque eso no significa que necesariamente sean su causa. Y no está nada claro que  una decidida acción por nuestra parte pueda hacer nada por revertir ese  cambio. Si es que existe. Bienvenidos a nuestra supina ignorancia sobre el  clima de este nuestro planeta."

 

Engloba este párrafo una completa filosofía de vida, que, contemplándola bien,  es curiosa. Para empezar, es una filosofía que rechaza la evidencia, como  el cardenal Bellarmino rechazó el que la Tierra se moviera. Rechaza el método  científico, que indica que los efectos obedecen a causas, y adopta  una postura de derrota, asumiendo que el ser humano no puede actuar  frente a la naturaleza. Y por último, rechaza la ciencia acumulada durante  muchos años por muchos trabajadores, asumiendo, sin razón aparente, que  lo desconocemos todo sobre el clima.

 

Para empezar asume que los científicos no sabemos que en las ciudades  se eleva la temperatura por encima de como discurre ésta en los campos  que las rodean, por efecto de la inyección de energía que producimos  los habitantes de las ciudades con nuestras calefacciones, aires  acondicionados y nuestros coches.

 

Por supuesto que conocemos este efecto y lo corregimos mediante estudios  cuidadosos que recalibran constantemente esas temperaturas. Los datos  de subida de temperatura se hacen siempre referidos al equivalente de  "pesetas constantes", es decir, corrigiéndolas por el efecto de la inflación  de las ciudades.

 

Asume el autor de ese trabajo, como lo asume Crichton, que la "temperatura  global es una constricción basada en cálculos equivocados". Ni Cercera ni  Crichton indican en qué datos concretos se basan para saber tajantemente  que los cálculos están equivocados, de manera que sus afirmaciones son  gratuitas.

 

Haba luego Cercera de la curva en "J".  La curva en "J" o el "palo de hockey" (ver http://www.realclimate.org/index.php?p=10) es un análisis de la temperatura media del hemisferio norte en los últimos 1000 años, realizado por Mann y colaboradores, y  en esa curva se ve, de manera gráfica, el cambio brusco de tendencia y de  velocidad de esa temperatura media hemisférica a partir de 1880.   Ha habido  críticas y contra-críticas al trabajo de Mann, pero si se sigue bien  el análisis se puede aceptar la conclusión de Mann y de Rutherford más  reciente de 2005 (ver página citada). El debate se basa en los distintos métodos de análisis  estadístico que cada autor prefiere, y el que lee esos debates cree que  lo que se discute es el resultado, mientras que la discusión real  es la pertinencia de cada método.

 

 

 

Basta con leer literatura antigua, y observar los cuadros y fotos de nuestros antepasados para convencerse de que la tendencia de la temperatura cambió  hacia 1880, y que el planeta se está calentado muy deprisa.  

 

En 1893 Nansen encalló el Fram en el hielo del Ártico y derivó entre  Siberia y Groenlandia durante 3 años sin ver agua libre. Hoy los viajes en barco al Polo Norte son rutina y se pueden contratar en cualquier  agencia de viajes.

 

Bien. El autor Cercera afirma "no existe una temperatura media única del  planeta que pueda medirse directamente sin corrección. Y en la corrección  y el tratamiento está el error".

 

Las magnitudes medias no se "miden". La nota media de un alumno es  el resultado de la suma de sus notas y división de la suma por el número  de sumandos.

 

El ingreso medio de los españoles esta sujeto, no a error en el sentido  coloquial, sino a una incertidumbre perfectamente determinada que depende  esencialmente del tamaño de la muestra. La temperatura media del planeta  se conoce con unos márgenes de incertidumbre, que aparecen en todas las  publicaciones. Es preciso decir que cualquier medida física tiene un rango  de incertidumbre, y que una parte de la enseñanza de la física en las  universidades es aprender a manejar esas incertidumbres. Nuca podemos saber  si en verano la temperatura va a ser 40 o 42 grados en nuestro lugar de  residencia, pues a parte de otros muchos factores, depende de la hora del día, y del lugar donde nos encontremos. Sin embargo aceptamos que si el  INM nos dice que la temperatura en Sevilla el día 23 de Julio de 2003 fue  de 43ºC, la temperatura real de los distintos puntos de la ciudad estuvo  en torno a ese valor, y no alrededor de los 26ºC, por ejemplo.

 

Sigue luego el autor Cercera con la siguiente afirmación tajante: " Además entendemos entre mal y fatal el comportamiento de la atmósfera y del océano".

 

Despacha así de un plumazo dos disciplinas científicas completas, mediante  una afirmación gratuita. Habla de tres oscilaciones del Pacífico, pero  interpreta que nuestro conocimiento de ellas es un desconocimiento de la dinámica oceánica. Bien. ¡Si el lo dice.....!

 

Habla luego de temperaturas en escalas geológicas de tiempo, en escalas  de millones de años. Pero nuestra preocupación no son los millones de años,  sino los próximos 100 años.    Describe el ciclo glacial-interglacial como algo raro, no como una oscilación  semi-determinista. Nos cuenta lo que ya sabemos: la secuencia glacial  -  interglacial de 100.000 y 20.000 años, respectivamente. Pero no ve que  desde el último óptimo climático, hace unos 8.000 años, el planeta se desliza hacia la nueva época glacial, que debería empezar de aquí a otros 8.000 años.

 

 

 

Describe las oscilaciones climáticas naturales: Los periodos cálidos de los  vikingos, el cálido medieval, el enfriamiento del siglo XVII, ligeras variaciones  habituales en cualquier discurrir climático.

 

El problema del cambio climático, digámoslo en LETRAS MAYÚSCULAS Y EN COLOR,  PARA VER SI ASÍ SE ENTIENDE, NO SON LAS 6 DÉCIMAS DE GRADO, LOS 0.6ºC QUE  HA SUBIDO LA TEMPERATURA MEDIA GLOBAL DESDE 1880, SINO LA RAPIDEZ DE ESA  SUBIDA Y SU TENDENCIA HACIA LOS 4ºC A FINALES DE ESTE SIGLO XXI.

 

La posibilidad de esta subida es evidente, si en vez de analizar las  temperaturas pasadas como un registro pseudo-aleatorio, nos interesamos  por las posibles causas de su ascenso.

 

No cabe duda en que el CO2, el metano y otros gases poliatómicos capturan la  radiación infrarroja que emiten el suelo del planeta y la superficie  del mar. Es algo sabido, conocido, comprobado en el laboratorio.

 

Se ha medido, sin ningún género de dudas, que la concentración de CO2 ha  pasado de 280 ppm en 1880  a  400 en 2005.

 

La única fuente de esta subida de CO2 en un periodo de 120 años no es otra  que la quema de combustibles fósiles. No hay duda alguna sobre ello.

 

Las oscilaciones de los parámetros orbitales, la teoría de Milankovitch, indica que la Tierra debería estar enfriándose, y no calentándose.

 

El Sr. Cercera, y otros muchos como él, nos dicen

 

"¿Qué ocurre si el cambio que estamos presenciado nada tiene que ver  con nosotros?" 

 

Pero no nos dan ningún argumento por el cual esto tendría que ser así. Y  sí hay argumentos por los cuales el cambio climático si lo estamos produciendo nosotros.

 

Por otro lado nos dicen que, si existe cambio climático, no podemos hacer nada  por detenerlo.

 

Otra contribuyente, muy típica, de ese número de "Generación XXI", nos dice  que nunca le han gustado los discursos apocalípticos. Nos dice que TODAS las predicciones se equivocan. Que la vida se abre siempre camino.

 

Es evidente. La vida ha sobrevivido a catástrofes como la del Cretácico. Pero la vida nueva no era la misma que la antigua.

 

No nos preocupa la "vida", ni el planeta. Ante el problema del cambio climático lo que nos preocupa es "nuestra" vida, nuestra cultura. Y culturas y sociedades han colapsado antes de nosotros por un uso erróneo de los recursos del planeta. 

 

La posición razonable, mi posición razonable, es aceptar lo que conocemos  y lo que vemos y medimos, y actuar. Es evidente, al menos para mí,  y para los que lean esto y se informen medianamente:

 

Que estamos aumentando la concentración de CO2 en la atmósfera.

 

Que este aumento debe producir un aumento de temperatura.

 

Que podemos reducir el aumento de CO2 mediante el uso de la energía solar.

 

Que el uso de la energía solar no solo es bueno para el clima sino que es  bueno en general.

 

Que la eliminación de los combustibles fósiles deberá crear nuevos puestos de  trabajo y nuevas oportunidades sociales, como ha ocurrido con cada revolución  energética.

 

Por lo tanto, aceptando que tenemos un problema por delante, que tenemos la  solución, que esta es realizable y que es esencialmente buena socialmente,

 

¿De donde derivan dudas, rechazos, inconsistencias, acusaciones de terrorismo,  etc.?

 

Ante las nuevas revoluciones energéticas siempre ha habido intereses bastante  mezquinos que insistían en mantener la vida en niveles antiguos. En  vez de abrazar las nuevas oportunidades que se ofrecen a los seres humanos,  siempre hay quien quiere mantener los telares manuales, la minería del carbón y los pozos de petróleo.

 

Las revoluciones energéticas han triunfado siempre, pero se trata ahora de que  no triunfen vía la miseria con que fueron acompañadas anteriormente: Hoy  conocemos la historia, hoy podemos lanzar la nueva revolución energética sin  los dolores de parto de las dos anteriores.

 

Está en nuestras manos limitar el cambio climático, y está en nuestras manos  entrar en una nueva era energética.

 

¿Aceptamos el desafío?

 

 

 

 

 

21:54 | gestionado por Antonio Ruiz de Elvira | Enviar comentario (3)

De nuevo una catástrofe en Centroamérica relaccionada con el clima.

 

 


Los huracanes se suceden con una periodicidad fija. Unas veces descargan  sobre Nueva Orleans, otras sobre Texas, otras sobre Mexico y Guatemala.

 

Una actitud ante los problemas ambientales y humanos es aislarse: Es decir eso no va conmigo, yo vivo mi vida, lo que yo hago es cuestión mía y no tengo  nada que ver con los demás.

 

Pero esto es una falacia. La vida de cada uno de nosotros es necesaria  para todos los demás y cada uno de nosotros vivimos solo porque los demás  (y por "los demás" quiero decir todos los demás, todo el resto del universo,  vivo o inerte) viven también. Aunque pensemos que cada uno somos muy pequeño, de cada uno depende la vida de los demás y de esta vida, de nuevo la nuestra.

 

Aunque esto no pegue mucho aquí, lo que voy a decir es una buena ilustración  de lo que quiero hacer entender: Hoy algunos catalanes han enviado al  Parlamento español una declaración en la que vienen a decir que ellos han  decicido cualquier cosa, que no me voy a meter en ella, y el resto de los  españoles lo único que debemos hacer es decir amén. Pero esto no es así  de fácil. Cataluña vive porque vive el resto de España. Los catalanes  nos venden y nos compran productos, ideas, servicios. Yendo a Alcalá todas las mañanas uno se asombra del tren de camiones que viajan de y hacia  Cataluña. Nuestras vidas están inextrincablemente entrecruzadas. Los catalanes tienen mucho que decir acerca de su vida y su gobierno, pero el resto de los  españoles tenemos tanto o mas que decir que ellos de esos temas, porque,  queriendolo o no, vivimos juntos.

 

Una familia nunca vive sola, sino que solo vive porque vive con el resto  de sus parientes y con el resto de la sociedad: Ninguna persona tiene el  derecho de decidir su vida por si sola, sino que debe escuchar y consultar  a sus co-personas.

 

Ningún ser vivo vive solo. Los seres humanos no podemos permitirnos vivir  nuestra vida de espaldas a lo que nos rodea, a nuestro medio ambiente.

 

El mensaje "creced, multiplicaos y dominad la Tierra" es esencialmente  erróneo, como lo es la idea de que ni una gota de agua de los ríos vaya al mar,  como deforestar los países, como destrozar el medio ambiente bajo la noción  de que los seres humanos son los "dueños" de la creación.

 

Hasta el movimiento de cada átomo deriva del movimiento de los demás. No existe  "el" átomo de hidrógeno, sino 10^50 (o más) átomos de hidrógeno, todos ellos  en interacción.

 

Tenemos que trabajar todos juntos, no porque sea mejor para los demás o para  el "Medio Ambiente", sino por el egoista motivo de que es mejor para  cada uno de nosotros.

 

Es por ello por lo que las rencillas, las guerras, los rechazos, el encerrarse en  el capullo de seda, no solo son inútiles, no solo son métodos ineficientes  de supervivencia, sino que son dañinos para cada uno de nosotros, y para  todos en general.

 

Los seres vivos, los seres humanos, nos necesitamos los unos a los otros.

 

 

 

21:52 | gestionado por Antonio Ruiz de Elvira | Enviar comentario (1)