Un modelo matemático describe el funcionamiento cuántico de los músculos

Científicos del departamento del Instituto de Alemania han utilizado la mecánica cuántica para describir el funcionamiento de una proteína (miosina) de la que dependen los movimientos musculares. La miosina ha sido analizada como un objeto cuántico, es decir, un objeto susceptible de presentar dos estados distintos (como el electrón), en lugar de mantenerse definida en un solo estado. A partir de este análisis, los investigadores modelaron con precisión el comportamiento del músculo cardiaco y el comportamiento muscular de insectos en pleno vuelo, lo que supone un importante avance dentro de una rama científica emergente: la biología cuántica.

Científicos del departamento de física de sistemas complejos del Instituto Max Planck de Dresde, en Alemania, han utilizado la mecánica cuántica para explicar la amplitud y las variaciones completas de las curvas que producen los músculos.

La mecánica cuántica es una de las ramas principales de la física, y explica el comportamiento de la materia y de la energía en el mundo de lo más pequeño (los átomos y las partículas subatómicas). Este mundo funciona de manera muy distinta a lo que puede observarse a nivel microscópico, es decir, escapa a las leyes de la física clásica.

El nivel cuántico de la biología
Sin embargo, hasta hace unos años, los científicos no habían podido aplicar la mecánica cuántica al estudio de los complejos sistemas biológicos porque éstos están compuestos por tantísimos átomos que resultaba imposible el procesamiento de la información sobre ellos.

Los grandes avances realizados en las últimas décadas en la capacidad de procesamiento de los superordenadores, así como el desarrollo de herramientas matemáticas eficaces para resolver las ecuaciones de la mecánica cuántica, están acabando con esta limitación.

Ahora, los superordenadores pueden realizar los cálculos necesarios para conocer cómo funciona la biología a escala cuántica o cómo el comportamiento atómico condiciona la biología, lo que ha hecho que emerga una nueva rama de investigación conocida como biología cuántica.

Hoy día, la biología cuántica se está desarrollando ya en muchos laboratorios del mundo, y nadie duda de que los efectos cuánticos jueguen un papel importante en el funcionamiento de las moléculas biológicas, de las células e, incluso, del cerebro.

Proteínas cuánticas
Según publica la revista Technology Review, en concreto, el trabajo de los investigadores del Max Planck Institute, dirigido por Tieyan Si, consistió en crear un modelo cuántico del comportamiento de los músculos o, lo que es lo mismo, un modelo de cómo funcionan los músculos a escala microscópica.

Tieyan Si se centró en el estudio de la miosina, que es una proteína fibrosa implicada en la contracción muscular, el motor molecular que hace que se produzcan las contracciones musculares.

El científico analizó esta proteína, la más abundante del músculo esquelético, como si ésta fuera un objeto cuántico, susceptible de ser descrito por la mecánica cuántica, y no por las leyes tradicionales de la física clásica. Pero, ¿cómo lo hizo?

Para empezar, debemos explicar que las fibras musculares están compuestas por actinas (una proteína globular), que podríamos describir como “cuerdas”, y por miosinas, motores musculares que funcionarían como “tiradores”. Cuando se produce un estímulo eléctrico, la miosina se activa tirando de las “cuerdas” de la actina, lo que produce la contracción muscular.

La fuerza que producen los músculos sería, por tanto, el resultado de la activación de múltiples motores microscópicos de miosina que tiran y se relajan. Sin embargo, estos procesos no se producen necesariamente de forma coordinada, sino que parecen seguir patrones más complejos.

Así, por ejemplo, si los músculos se contraen rápidamente no se genera una señal de fuerza igual que si se contraen de manera lenta.
La descripción de dichos patrones complejos no es sencilla. Tieyan Si lo hizo suponiendo, simplemente, que cada motor de miosina era un objeto cuántico, es decir, que cada uno de dichos motores minúsculos, en lugar de tener una forma única como los objetos de la realidad macroscópica, podía tomar dos formas o estados (como sucede como los electrones según la mecánica cuántica), y que el cambio de uno de estos estados al otro o viceversa sería lo que provocaría la contracción muscular.

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Un modelo matemático más simple permite reproducir los patrones de crecimiento de las bacterias

El modo en que se expanden las colonias de bacterias es uno de los temas de estudio clásicos de la biología. En un trabajo reciente de Ignacio Pagonabarraga, profesor del Departamento de Física Fundamental de la UB, en colaboración con investigadores de la Universidad de Edimburgo, se plantea un nuevo modelo que permite, con sólo dos parámetros, reproducir los patrones de crecimiento de las colonias de estos microorganismos.

En el modelo matemático desarrollado en este trabajo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), se han tenido en cuenta los movimientos básicos de una bacteria, que son la motilidad, el movimiento direccional y la difusión, un movimiento más desordenado de tanteo. "Al final hemos determinado dos parámetros adimensionales que describen de qué manera cambia la motilidad en función de diferentes aspectos, como la densidad de bacterias o el ritmo de difusión", explica el investigador Pagonabarraga. Actualmente, para estudiar el crecimiento de las colonias los modelos consideran la evolución conjunta de la densidad de bacterias y de estimulantes químicos donde hay que ajustar un número significativo de hasta diez parámetros.

En la naturaleza, las bacterias se encuentran, a menudo, concentrados en superficies formando estructuras espectaculares vistas por el microscopio. En el laboratorio, es posible reproducir estos patrones en una placa de Petri que contiene gel de agar que hace de alimento. En este marco, los biólogos matemáticos han desarrollado una serie de ecuaciones que tienen en cuenta cómo se mueven las bacterias en función del alimento, fenómeno llamado quimiotaxis. Así, «en el modelo propuesto no se ha tenido en cuenta la quimiotaxis pero sí se predice la formación de patrones sorprendentemente similares a los que están considerados como resultado de un comportamiento quimiotáctico», concluye Pagonabarraga. Además, los dos parámetros tienen sentido físico y esto permitiría ajustarlos para el diseño de futuros experimentos.

Un patrón típico de crecimiento de colonias bacterianas es el formado por anillos concéntricos. Estos patrones se pueden predecir teniendo en cuenta que la motilidad bacteriana varía con la densidad. Este cambio provoca la separación de las bacterias en dos fases de espesor diferente debido a la coexistencia de dos densidades. La división celular predomina en las regiones menos densas y la muerte celular en las de más densidad. El desarrollo de modelos simplificados que identifiquen un conjunto mínimo de parámetros para describir los patrones observados experimentalmente abre la posibilidad de identificar los mecanismos básicos subyacentes a la dinámica bacteriana.

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Nuevo modelo matemático ayudaría a preservar las especies

La ONU declaró al 2010 como el año de la biodiversidad mientras los cambios climáticos se vuelven una amenaza para distintos ecosistemas. El modelo de un estudiante de la Universidad Hebrea indica que algunas de las suposiciones sobre la protección de especies pueden ser incorrectas.

Un estudiante de doctorado de la Universidad Hebrea creó un modelo general para predecir cómo un número de especies se adaptarán a los cambios en sus hábitats.

En vez de basarse únicamente en estudios empíricos como la base de la conservación del hábitat, Omri Allouche, un estudiante del Departamento de Evolución, Sistemáticas y Ecología de la Universidad Hebrea, desarrolló bajo la supervisión del profesor Ronen Kadmon, un modelo matemático de predicción.

La ONU declaró al 2010 como el año de la biodiversidad mientras los cambios climáticos se vuelven una amenaza para distintos ecosistemas. El modelo de Allouche indica que algunas de las suposiciones sobre la protección de especies pueden ser incorrectas.

Por ejemplo, los conservacionistas esperan que los hábitats puedan absorber cierta cantidad de degradación antes de que las especies sean amenazadas. El modelo de Allouche indica que podría haber un punto crítico en el que la biodiversidad sufra un revés en un hábitat dado, más que un efecto gradual.

Otra creencia común entre los conservacionistas es que mejorar el hábitat aumentará la biodiversidad. Sin embargo, el modelo de Allouche indica que la creencia podría ser errónea, como indican otros estudios empíricos.

La base de la teoría es un modelo matemático que predice el número de especies esperadas en una comunidad ecológica de propiedades de las especies (nacimientos, muertes y migraciones) y el entorno (acceso a las fuentes, pérdida de hábitat, frecuencia de molestias), según la universidad.

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Así es el nuevo juego FIFA 2011

Una nueva versión del clásico juego de fútbol. Conocé todos los detalles y las mejoras de la versión 2011.
o cierto es que Konami (creador de la saga) no parece haberle encontrado la vuelta a las versiones del juego para las consolas de última generación (PES 3 o XBOX 360), y mucho más cierto es que las ultimas versiones de FIFAvienen pidiendo terreno y ya fueron reconocidas en gran parte del mundo. Con gráficos increíbles, efectos de luz reales, inteligencia artificial bien desarrollada y un número importante de movimientos individuales, FIFA 11 hereda la magia de sus antecesores y los lleva aún más allá.

FIFA 2011es la nueva edición del juego de Electronics Arts, es un título que conjuga la base de FIFA 2010 y Copa Mundial Sudáfrica 2010 con nuevos elementos destinados a aportar mayor realismo a este campeonato de fútbol virtual.

Tras casi dos años de desarrollo en los estudios de Electronic Arts en Canadá, llega un juego que parte de su premiado antecesor (FIFA 2010) para construir un simulador donde "es todo nuevo, no hay ni una sola lína de código igual", según explicó su productor, Ian Jarvis, en un encuentro con periodistas españoles.

Los regates de 360 grados, la lucha cuerpo a cuerpo por la posesión de la pelota y el reflejo de la personalidad y aptitudes de cada futbolista son los puntos más destacados del FIFA 2011que, en esta edición, incorpora un 20% más de estadios y estrena soporte VoIP (voz por IP), para que los jugadores puedan comunicarse entre ellos durante el partido.

Por otra parte, la experiencia LAN permitirá a los usuarios de PC jugar online sin estar conectados a los servidores de Electronics Artsmientras que el modo "Virtual Pro" hará posible personalizar a los jugadores y subir fotos del usuario a la Red para encarnarse en un astro del fútbol.

Las nuevas caracteristicas

Teatro: Se pueden guardar los mejores momentos de cualquier partido en el disco duro de la consola para verlo en cuando quieras.

Personalidad+:Se encarga de reproducir en el juego el rendimiento de un futbolista en el campo de forma diferente por cada conjunto de habilidades de cada jugador. Los nuevos modelos de cuerpos y jugadores contribuyen a identificar a los jugadores.

MY Música y Audio:Ahora también se podrá personalizar los cantos de la hinchada, los himnos de los equipos, además de que cada usuario tendrá la posibilidad de escuchar su propia música en el transcurso del juego.

Modo Carrera:El nuevo motor de simulación proporciona una experiencia auténtica que replica el mundo real. Empieza como un jugador real, un jugador creado o un "Virtual Pro" y evoluciona como jugador- mánager, o empieza desde la cima y disfruta de una carrera de 15 temporadas. Los jugadores reciben un "feedback" instantáneo y disfrutan de el nuevo sistema de status mejorado. Además, las estructuras de campeonato realistas, los resultados y el sistema de calendario, en el que puedes vivir varios resultados simultáneos, mejoran la velocidad y el flujo del juego. Además se mejoraron la gestión de equipos para hacerla más simple y las comparaciones con las tablas de clasificación de los amigos.

Física de pases mejoradas: Se eliminaron los "pases ping pong". Ahora los pases dependen de condiciones realistas que se producen en cada situación concreta y que crean resultados impredecibles. La IA de los arqueros y los globos también fueron mejorados.

Lucha por la posicion en 360º: Una de las mejores innovaciones. No es otra cosa que la lucha por la pelota cuerpo a cuerpo en 360º. Algo realmente increíble.

Penales: Se copió el sistema de penales creado para Copa Mundial de la FIFA Sudáfrica 2010, en el que se incluye un nuevo comportamiento de los arqueros.

El gran dato

Resulta imprescindible, para todo aquel que se haga de este juego, vistiar la página oficial donde se puede encontrar varios videos-tutoriales muy buenos.

Ficha Técnica:

Fecha de lanzamiento: Ya a la venta!
Plataformas:PS3, XBOX 360, Wii, Nintendo DS, PSP, Mobile y PC
Género: Deportes/Fútbol
Clasificación: 3 (Apto para niños mayores de 3 años)
Sitio Web: http://www.ea.com/es/futbol/fifa

El Tevatrón halla una pista para entender la composición del Universo

El experimento 'DZero', que opera en el acelerador de partículas estadounidense Tevatrón en Fermilab, situado en Illinois, ha aportado una nueva pista sobre la composición del Universo, uno de los grandes misterios de la cosmología actual, y que podría suponer un primer paso para enteder por qué el Universo en su conjunto está mayoritariamente compuesto por materia y no por antimateria.

Así, lo ha explicado este jueves el científico del Instituto Catalán de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA), además de investigador visitante de Fermilab, Aurelio Juste, que ha indicado que cuando el Universo se creó debió estar compuesto a partes iguales de materia y antimateria, pero que en la actualidad domina la materia.

"Todavía no somos capaces de explicar por qué hay más materia que antimateria, pero creemos que nuevos fenómenos en la Física, como partículas más pesadas aún por descubrir, podrían ser las responsables de la dominancia de la materia sobre la antimateria en el Universo", ha agregado el experto.

En la Tierra, la antimateria puede ser producida en aceleradores de partículas como éste, en rayos cósmicos o incluso en reacciones nucleares. Por lo que se sabe, la dominancia de materia en el Universo podría explicarse a través de diferencias en el comportamiento de las partículas y las antipartículas.

'Violación CP'
En este sentido, los científicos han observado estas divergencias de comportamiento, un concepto que se conoce como 'Violación CP', que recoge la 'Teoría Estándar', un modelo cuyas predicciones son demasiado pequeñas como para explicar porqué la materia domina el Universo.

Según ha detallado el experto, el 'Modelo Estándar' de la Física de Partículas describe las relaciones entre las interacciones fundamentales conocidas entre partículas elementales que componen toda la materia.

Concretamente, el experimento ha descubierto que en las colisiones de protones y antiprotones a altas energías, donde se producen pares de partículas denominadas 'mesones B' -que cambian su identidad entre materia y antimateria trillones de veces por segundo-, las partículas de antimateria se convierten en materia un 1 por ciento más a menudo que viceversa.

"Este 1 por ciento es mucho mayor que lo que predice la 'Teoría Estándar' de manera que el resultado puede ser la primera evidencia de nuevos fenómenos en la Física responsables de la composicion del Universo tal y como lo conocemos", ha explicado.

En el resultado, publicado en 'Physical Review D', han colaborado cerca de 500 investigadores y, durante los próximos años, se analizarán un mayor número de estos fenómenos, que podrían ayudar a entender nuevos conceptos sobre la formación y composición del Universo y dar respuesta a algunas preguntas fundamentales.

Por ejemplo, la asimetría entre materia y antimateria es en gran medida la responsable de la existencia del hombre en la Tierra, dado que en un Universo perfectamente simétrico -tal y como debió de ser en origen, con igual proporción de materia y antimateria- ambas se aniquilarían y las galaxias, y en particular la Tierra, no podrían existir.

Este resultado representa "buenas noticias" para el experimento del Gran Colisionador de Hadrones, LHCb, que podría estudiar en más detalle estos fenómenos.

Las partículas de hielo de un anillo de Saturno forman gigantes bolas nieve

La sonda Cassini de la NASA ha captado nuevas imágenes que muestran cómo las partículas de hielo de uno de los anillos de Saturno, el denominado 'F', se agrupan formando bolas de nieve gigantes cuando la luna 'Prometheus' oscila por el mismo. La fuerza gravitatoria de este satélite agita los materiales del anillo, creando canales que permiten la formación de objetos de 20 kilómetros de diámetro.

"Los científicos nunca han visto objetos formarse", según ha explicado un miembro del equipo del Cassini con base en Queen Mary, en la Universidad de Londres. "Ahora tenemos la prueba directa de este proceso y del baile entre las lunas y las ruinas espaciales", ha señalado.

Estos hallazgos, publicados en 'Astrophysical Journal Letters', muestran igualmente cómo una de las lunas interactúa con el 'anillo F' y crea áreas densas de material del anillo. Éste fue descubierto por la nave espacial 'Pioner 11' de la NASA en 1979.

'Prometheus' y 'Pandora', las pequeñas lunas a ambos lados del anillo fueron descubiertas un año más tarde por el 'Voyager 1'. Desde entonces, el 'anillo F' raramente ha parecido ser el mismo, por ello, los científicos han estado observando el comportamiento "travieso" de las dos lunas para poder obtener pistas.

'Prometheus', la más grande de las lunas y la más cercana a Saturno parece ser la fuente primaria de las perturbaciones. Esta luna tiene forma de patata y su máxima longitud es de 148 kilómetros de ancho. En concreto, viaja alrededor de Saturno a una velocidad ligeramente mayor que la velocidad de las mucho más pequeñas partículas del 'anillo F' y por lo tanto, "bebe" las partículas del anillo y las remueve una vez cada 68 días.

"Algunos de estos objetos serán destrozados la próxima vez que 'Prometheus' azote a su alrededor", según ha apuntado Murray. "Pero otros consiguen escapar, sobreviven y pueden crecer y hacerse cada vez más estables", ha añadido.

Los nuevos objetos encontrados en el anillo parecen ser bastante densos para tener lo que los científicos llaman "la autogravedad". Esto quiere decir que pueden atraer más partículas hacia ellos y crecer rápidamente en tamaño cuando las partículas del anillo rebotan en la estela de Prometheus, según explica Murray. Los objetos podrían ser tan densos como esta luna, aunque sólo una cuarta parte de lo que lo es la Tierra.

Sobrevivir o no
Lo que da a las bolas de nieve del anillo una buena oportunidad para sobrevivir es su localización especial en el sistema de Saturno, pues el 'anillo F' reside en un punto de balance entre la fuerza de marea de Saturno, intentando romper objetos y la autogravedad juntando objetos.

Una teoría sugiere que este anillo puede tener un millón de años, pero se repone cada pocos millones de años por pequeñas lunas amontonándose fuera de los anillos principales. Sin embargo, las gigantes bolas de nieve que se forman y se rompen tienen probablemente unos pocos meses de vida.

Un nuevo objeto
Además, los nuevos descubrimientos podrían ayudar a explicar el origen de un misterioso objeto de entre cinco y diez kilómetros de diámetro, que los científicos del Cassini descubrieron en 2004 y que han llamado provisionalmente 'S/2004 S 6'. Este objeto ocasionalmente choca con el 'anillo F 'produciendo chorros de escombros.

"El nuevo análisis rellena algunas lagunas de la historia de nuestro Sistema Solar, dándonos pistas sobre cómo se transforman trozos de polvo flotantes en cuerpos densos", ha señalado la científica del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Linda Spilker.

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Cassini desvela la actividad de las nubes de Titán

Investigadores de la Universidad de Paris Diderot (Francia) han desvelado el patrón de actividad de las nubes en Titán, la luna de Saturno, gracias al análisis de más de 2.000 imágenes realizadas por la sonda Cassini en su órbita alrededor del planeta. Los resultados del trabajo se han hecho públicos durante el Congreso Europeo de Ciencia Planetaria que se celebra en Roma (Italia).

Los autores del trabajo explican que el hemisferio norte de Titán está listo para un clima primaveral con cielos polares despejados desde el equinoccio de agosto del pasado año. El instrumento VIMS de la sonda Cassini ha estado controlando las nubes en Titán de forma continua desde que entrara en órbita alrededor de Saturno.

En conjunto con Saturno en su órbita de 30 años alrededor del Sol, Titán tiene estaciones que duran al menos 7 años terrestres. Los investigadores han observado cambios atmosféricos significativos entre julio de 2004 y abril de 2010, el inicio de la primavera al norte. Las imágenes mostraron que la actividad de las nubes había disminuido recientemente cerca de ambos polos de Titán. Estas regiones habían estado muy nubladas durante el verano austral hasta 2008, unos pocos meses antes del equinoccio.

Según explica Sebastien Rodríguez, responsable del estudio, "durante los pasados 6 años descubrimos que las nubes parecen agrupadas en tres regiones distintas de Titán: grandes nubes en el polo norte, nubes dispersas en el polo sur y un cinturón estrecho alrededor de los 40 grados al sur. Sin embargo, ahora estamos viendo evidencias de una circulación estacional en Titán, las nubes en el polo sur desaparecieron por completo justo antes del equinoccio y las nubes en el norte están dispersándose. Esto concuerda con predicciones de los modelos y esperamos ver actividad nubosa inversa de un hemisferio a otro en la siguiente década a medida que se aproxima el invierno en el sur".

Los investigadores han utilizado los resultados de los Modelos Climáticos Globales desarrollados por el Instituto Pierre Simon Laplace para interpretar la evolución de los patrones de nubes observados a lo largo del tiempo. Las nubes polares de etano del norte se forman en la troposfera de Titán durante el invierno a altitudes de entre 30 y 50 kilómetros mediante un influjo constante de etano y aerosoles procedentes de la estratosfera.

En el otro hemisferio, las nubes a latitudes medias y altas se producen por el ascenso desde la superficie de aire enriquecido en metano. Las observaciones de la localización y actividad de las nubes de Titán a lo largo de largos periodos de tiempo son vitales para el desarrollo de una comprensión global del clima y el ciclo meteorológico de Titán.

Desde que la Cassini alcanzó Saturno, el instrumento VIMS ha realizado más de 20.000 imágenes de Titán, de ellas, los investigadores han seleccionado 2.000 para identificar la actividad nubosa en el satélite.

"Incluso habiendo eliminado el 90 por ciento de las imágenes, aún teníamos varios millones de espectros para analizar. Desarrollamos un programa informático que seleccionaba los píxeles de las nubes y después volvíamos atrás y revisábamos visualmente las detecciones para asegurarnos de que eran relevantes".

El investigador explica que se ha avanzado mucho en el conocimiento sobre el clima de Titán desde que la Cassini llegó a Saturno pero que aún queda mucho por descubrir. "Con la ampliación de la nueva misión tendremos la oportunidad de contestar algunas de las cuestiones clave sobre la meteorología de esta fascinante luna".

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La Yupana, el acertijo resuelto de la calculadora inca

"Quipus del Tahuantinsuyo" es el título de la obra en la que el autor analiza lo que él mismo califica como "calculadora" inca, un modo de sumar, restar, multiplicar y dividir con pequeñas piedras. Ell investigador espera dar un paso más en el proceso para descifrar los quipus, tejidos con nudos que servían como "libros de contabilidad" pero también posiblemente para registrar textos.

Para resolver el misterio alrededor del sistema de cálculo inca o yupana, el peruano Andrés Chirinos sólo necesitó un dibujo del cronista Huamán Poma de Ayala y la mítica capacidad de los antiguos peruanos para el cómputo.

"Quipus del Tahuantinsuyo" es el título de la obra, presentada el martes y en la que Chirinos analiza lo que él mismo califica como "calculadora" inca, un modo de sumar, restar, multiplicar y dividir con pequeñas piedras

Con este trabajo el investigador espera dar un paso más en el proceso para descifrar los quipus, tejidos con nudos que servían como "libros de contabilidad" pero también posiblemente para registrar textos.

"Era un acertijo", declaró a Efe éste antropólogo peruano al recordar el proceso que le llevó, en base al dibujo de Poma de Ayala e ideas de la cultura indígena como "la simetría o los paralelismos", a elaborar su novedosa teoría.

"Encontré algunos valores que funcionaban, y me entusiasmó, pero no llegué a imaginarme lo que podía ser", agregó.

Y es que aunque el sistema que ideó fue fruto de muchas horas frente a la tabla de madera de once agujeros que fabricó copiando el dibujo del cronista, el desarrollo y perfeccionamiento de su teoría se logró gracias a la aplicación práctica de la misma.

Chirinos tuvo la idea de aplicar la yupana al proyecto de educación bilingüe en la selva peruana que dirige como parte de los trabajos que la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID) tiene en Perú.

"No era tan difícil llegar a mi teoría, no me demoré tanto, unas semanas, y luego ha sido la gran oportunidad de estar en un proyecto con niños, con maestros, lo que nos ha dado la posibilidad de practicarlo", explicó el investigador peruano.

Dos años y medio después de introducir la yupana en el programa, más de 600 docentes enseñan este método de cálculo en 200 escuelas de la región selvática de Loreto, donde unos 14.000 niños y niñas se han beneficiado de la idea de Chirinos.

"Solo cuando empiezas a enseñarla con los niños, comenzamos a ver las formas de acelerar los cálculos que nos llevan a donde estamos ahora, que podemos hacerlo tan rápido como si fuera con lápiz y papel", resumió el investigador.

Además de mejorar su capacidad de cálculo, el propio Chirinos explicó que ahora puede realizar mentalmente divisiones para las que antes necesitaba lápiz y papel, y que el proyecto permite desarrollar la autoestima de niños y maestros, ya que es un sistema que ven como parte de su cultura y no traído e impuesto por los europeos.

Sin embargo, Chirinos espera que su teoría no se quede sólo donde está ahora, sino que sirva como un avance más en el trabajo que se realiza para descifrar otro de los grandes misterios de los incas: los quipus, con los que la yupana guarda una gran relación.

"Algunos quipus me dan la idea de que hay una relación más íntima, algunos que juegan con cifras que llenan la línea completa (de la yupana)", explicó el peruano, quien para estudiar estos tejidos copia en su casa las descripciones realizadas por estudios estadounidenses.

Cincuenta son los quipus tejidos por el propio Chirinos, y que en algunos casos, aquellos más trabajados y con cientos de cuerdas, le obligan a trabajar durante semanas.

Esto se debe a que otra de sus ilusiones es que algún día se confirme, y se descifre, el modo en que los incas utilizan esos tejidos para registrar no solo números sino también nombres de autoridades, comunidades e incluso textos completos.

"Se cuenta en las crónicas que aprendían párrafos y textos enteros colocando piedritas o frijoles y la forma de colocarlos le hacían memorizar textos. Yo creo que este conocimiento de la yupana nos puede llevar a eso otro, pero aún falta", subrayó.

Y como ejemplo de ellos, puso a la escritura maya, que se descifró sólo después de que se difundieran los textos de una forma abierta.

"Lo que ha codificado el hombre otro hombre lo puede decodificar", sentenció el investigador.

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Game Center, el sistema de juegos online de Apple

"Llegan al iPod Touch las redes sociales de juegos. Encuentra amigos o usa la Selección Automática para enfrentarte a nuevos adversarios. Consulta tus logros, compara puntuaciones y mucho más”, promete Apple en su página web.

La pequeña descripción corresponde a Game Center, el sistema de juegos online de Apple que llegará la semana próxima junto a otra docena de actualizaciones para el iOS.

La presentación fue realizada por Steve Jobs en San Francisco, donde Apple dio a conocer una nueva renovación de su familia de reproductores iPod.

Game Center fue mostrado en funcionamiento con dos juegos: Project Sword y Thor. El sistema incorpora matchmaking y opciones de red social vinculada a videojuegos, entre otras.

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Cambio climático y desastres naturales

Las catástrofes naturales de estos últimos meses han servido de alarma sobre la “urgencia” de desbloquear las negociaciones sobre el clima, cuya próxima gran cita es en diciembre, estimó ayer la responsable de la Organización de las Naciones Unidas sobre el clima, Christiana Figueres.

“Las noticias del verano (boreal) nos han dicho a gritos que no deseamos un futuro de desastres climáticos globales intensos”, explicó Figueres durante una conferencia de prensa, celebrada antes de una reunión informal de dos días en Ginebra sobre la cuestión de la financiación de los cambios climáticos.

Figueres, secretaria general de la Convención marco de la ONU sobre cambios climáticos, añadió que la “ciencia demostrará si y hasta qué punto estos eventos (como las inundaciones en Pakistán y la canícula en Rusia) están relacionados con los cambios climáticos causados por las emisiones humanas de gases de efecto invernadero”. “Pero hay una cosa que es segura”, insistió: “no podemos permitirnos que aumenten los desastres de este tipo”.

Para la responsable, los gobiernos, que son los únicos que pueden hacer que el mundo se comprometa rápidamente con una disminución de sus emisiones, han tomado conciencia de la “urgencia” de la situación.

A tres meses de la próxima gran conferencia de la ONU sobre el clima en México, “existe una sensación creciente sobre la urgencia con que se debe avanzar en Cancún”, aseguró Figueres.

“Están más cerca de una forma de acuerdo pero siguen divididos en cuanto a su contenido”, reconoció la funcionaria.

Unos 40 ministros y altos responsables mantienen reuniones, ayer y hoy, en Ginebra, Suiza, para analizar la ayuda a los países más vulnerables, uno de los puntos que podrían restablecer la confianza y darle un nuevo aliento a las negociaciones.

Entre los temas que se están tratando figura la ayuda de 30.000 millones de dólares entre 2010 y 2012 que prometieron los países ricos a los más vulnerables, durante la pasada cumbre de Copenhague, en diciembre de 2009.

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Detectan estrella gigante bañada de vapor

El telescopio espacial Herschel logró observar una vieja estrella gigante cubierta por un "baño de vapor".

La CW Leonis, situada a unos 500 años luz de la Tierra, es uno de los astros más estudiados y desde hace tiempo se ha sabido que está rodeado por un "manto" de agua.

Pero la extraordinaria capacidad del Herschel para rastrear moléculas en el espacio reveló que el agua está muy cerca de la estrella y puede alcanzar temperaturas de 700º C.

Tal como señalan los científicos de la Universidad Católica de Lovaina, en Bélgica, la luz ultravioleta de astros cercanos está promoviendo la producción de vapor de agua.

"Herschel realmente es el detector de agua más extraordinario", le dijo a la BBC la profesora Leen Decin, quien dirigió el estudio publicado en la revista Nature.

Poco plausible

La presencia de una nube gigantesca de agua alrededor de CW Leonis fue detectada por primera vez en 2001 por el Satélite Astronómico de Ondas Submilimétricas (SWAS, por sus siglas en inglés).

Al principio los científicos pensaban que el agua provenía de cometas o incluso planetas que habían sido destruidos por la estrella gigante.

La idea de que el agua se estuviera produciendo alrededor del propio astro no parecía plausible, porque CW Leonis había llegado a una etapa de su vida en la que su envejecido núcleo estaba creando cantidades colosales de carbono.

Se pensaba que este "tubo de escape de hollín" tenía que capturar cualquier cantidad libre de oxígeno en la cercanía de la estrella para poder producir monóxido de carbono, una molécula muy estable.

Pero los instrumentos del Herschel -llamados PACS (cámara fotodetectora y espectrómetro de campo integral) y SPIRE (receptor de imágenes espectral y fotométrico)- tienen una extraordinaria sensibilidad para detectar agua, que puede ser observada en sus distintos estados de excitación.

Estos espectrómetros lograron confirmar que el agua de CW Leonis estaba presente muy cerca de la estrella, casi sobre superficie, lo cual descarta la teoría que ésta proviene de cometas.

"Las abundancias son altas en todas las líneas de excitación", explicó el profesor Mike Barlow, de la Universidad de Londres, quien también participó en el estudio.

"Podemos llamarlo vapor de agua. Es de todo tipo, desde frío, templado y caliente hasta niveles en los que las temperaturas alcanzan 1.000º Kelvin (725º C)".

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A la pesca de la basura espacial

Desde pequeñas gotas de pintura seca hasta cajas enteras de herramientas para astronautas. Más de 20.000 objetos -conocidos bajo el nombre genérico de basura espacial- orbitan la Tierra, y dada la velocidad a la que viajan (cerca de 7 kilómetros por segundo), pueden provocar serios daños a satélites en funcionamiento y naves espaciales.

¿Cómo hacer para limpiar el espacio y convertirlo nuevamente en un lugar seguro para la exploración espacial?

Uno de los proyectos más recientes, que cuenta con el apoyo de la Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa de Estados Unidos, consiste en una pequeña nave de no más de 100 kg., que puede lanzar una serie de redes para atrapar a los objetos perdidos y trasladarlos a una zona donde no representen un peligro.

El Eliminador de Basura Electrodinámico (EDDE, por sus siglas en inglés) "es un vehículo revolucionario porque no utiliza un sistema de propulsión espacial, por lo tanto, no requiere ni de propulsores ni de combustible como utilizan los cohetes tradicionales", le dijo a BBC Mundo Jerome Pearson, presidente de Star Inc., la empresa que desarrolló la nave.

"Es como un generador eléctrico en el espacio que utiliza el campo magnético de la Tierra y la energía solar para trasladarse entre las órbitas", añadió Pearson.

Espacio limpio en siete años

La nave puede transportar alrededor de 200 redes. Cada una de ellas sirve para atrapar un objeto y arrastrarlo hasta una órbita más cercana a la Tierra, donde permanecerá por unas semanas hasta desintegrarse por completo.

"La mayoría de los satélites se encuentran a 800 kilómetros por encima de la Tierra. La idea es empujar la basura espacial a una altitud de 330 kilómetros y soltarla allí, para que al entrar en contacto con la atmósfera comience a descomponerse", dice Pearson.

Dadas las dimensiones del vehículo, el científico explica que se lo puede enviar al espacio como nave secundaria cuando se lanza una misión espacial.

"Nosotros calculamos que con una docena de estas naves podemos reiterar los 2.465 objetos de más de dos kilogramos que orbitan el planeta en tan sólo siete años", afirmó Pearson.

Por ahora se trata sólo de un proyecto, pero el científico espera poder construir y poner EDDE a prueba para 2013.

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Un nuevo detector de rayos cósmicos

El Observatorio Pierre Auger sumará un segundo instrumento para la mejor localización de partículas elementales. El primero se instaló en noviembre de 2009; el segundo estará listo el 19 de setiembre.

Tras la meta de conocer el origen del Universo, el Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger, ubicado en el sureño departamento Malargüe, continúa en acción. En la actualidad, la colaboración argentino-alemana, que forma parte de este ambicioso proyecto científico internacional, trabaja en un nuevo detector de partículas elementales que permitirá seguir con los estudios energéticos.

El primero de estos novedosos detectores de partículas elementales (denominadas muones) se instaló en noviembre de 2009. Después de esto, está próxima la instalación del segundo, que será a partir del 19 de este mes, y así se inicia la etapa de “prueba de prototipo”.

“El fin de este proyecto es tratar de discriminar la masa del rayo cósmico primario (protón)”, detalló la astrónoma Beatriz García, investigadora del Conicet que, además, es uno de los cuarenta científicos argentinos que forman parte de Pierre Auger. El costo del proyecto es de 4 millones de dólares, en la primera fase.

Para llevar adelante este objetivo, treinta investigadores argentinos están abocados a esta nueva idea de extensión del Observatorio. Según explicó García, se trata del Proyecto Amiga (Auger Muon and Infill for a Ground Array) y éste es uno de los tres experimentos de extensión aceptados para el Pierre Auger. Su propósito principal es ampliar el rango de mediciones de energías en la parte más baja del espectro que se analiza en este sitio.

Una característica de estos detectores es que tienen que ser enterrados y están formados por varillas de plástico, que tienen flúor. “Cada una de estas varillas tiene una fibra óptica que transmite la energía”, detalló la astrónoma local. Estos nuevos detectores permiten distinguir específicamente las partículas elementales (muones) entre otras partículas que llegan a la superficie.

Ya se instaló uno de estos detectores en noviembre y desde el 19 de este mes se comienza a colocar el segundo. Mientras, para 2011 se pretende poner en marcha a otros 64 detectores.

“La primera etapa de trabajo se denomina prueba de prototipo, mientras que la segunda estará lista cuando estén funcionando siete detectores. El Proyecto Amiga estará completo cuando todos estén trabajando”, argumentó García.

Además, completó la científica, todo el desarrollo de comunicación para llevar adelante este trabajo fue elaborado por los argentinos.

El Observatorio
Es clave recordar que el objetivo general del proyecto Pierre Auger es entender el origen y composición de las partículas con mayor concentración de energía conocida, es decir, los rayos cósmicos de ultra alta energía.

Estos rayos son protones y núcleos atómicos que viajan a través del universo con velocidades cercanas a la de la luz. Apenas estas partículas ingresan a la atmósfera terrestre chocan con moléculas de aire y crean una cascada de partículas secundarias, que pueden dispersarse en cuarenta o más kilómetros cuadrados cuando llegan al planeta.

Los últimos avances presentados por el Pierre Auger -que estuvieron en la tapa de la Revista Science- vincularon el origen de los rayos cósmicos de ultra elevada energía con las galaxias más cercanas que tienen núcleos activos. Esto abrió una nueva disciplina de investigación, la astronomía de partículas cargadas.

También es importante recordar que el Pierre Auger trabaja desde su inicio con dos tipos de detectores -los de superficie y los de fluorescencia- para “capturar” rayos cósmicos.

Solución del Cubo de Rubik en 20 movimientos

Un grupo de investigadores ha concluido que el juego puede solucionarse en 20 movimientos sea cual sea la posición en la que se encuentre. A pesar de que el cubo sólo tiene 27 piezas, de las cuales 6 están fijas, el artilugio cuenta con 43,252,003,274,489,856,000 de posiciones posibles. Sin embargo, gracias al empleo de algoritmos y técnicas informáticas el número de movimientos necesarios para resolver el juego se ha ido reduciendo durante las últimas décadas.

Es la conclusión principal del trabajo de Morley Davidson, John Dethridge, Herbert Kociemba, y Tomas Rokicki, que había dejado en agosto de 2008 el número máximos de movimientos a resolver en 22. Para llegar al "Número de Dios" se han empleado varios ordenadores donados por Google que han realizado un trabajo equivalente a 35 años en un ordenador convencional.

Con esta investigación se da por resuelto el "Algoritmo de Dios", llamado así ya que sólo un un ser todopoderoso podría resolver el cubo con una mínima cantidad de movimientos desde cada posición.

Metodología utilizada

Para descubrir "el número de Dios" los investigadores dividieron el cubo en 2,217,093,120 de series de 19,508,428,800 posiciones en cada una de ellas. Eliminando configuraciones que resultaban matemáticamente equivalentes se redujeron a 55,882,296 el número de posiciones a resolver.

Los investigadores desarrollaron un sistema informático capaz de resolver cada posición del cubo en 20 segundos que aplicaron a las posiciones restantes. Para llegar a la solución final se contó con la ayuda de varios ordenadores donados por Google, que han realizado un trabajo equivalente al que tendría que hacer durante 35 años un PC de sobremesa convencional.

Una lucha de varias décadas.

Durante años se ha tratado de resolver el cubo de Rubik en el menor número de movimientos posibles. En 1981, Morwen Thistlethwaite, profesor de matemáticas de la Universidad de Tennessee, concluyó que el juego podía resolverse en 52 movimientos. Investigaciones posteriores fueron reduciendo el número hasta que en 1995 Michael Reid redujo el número drásticamente a 29.

Una década después de aquella solución, Silviu Radu, del Instituto Tecnológico Lund (Suecia), redujo en dos el número de movimientos. El reto de resolver el cubo en, como máximo, 26 movimientos lo asumieron Dan Kunkle y Gene Cooperman, que en mayo de 2007 parecían dar por terminado el "Algoritmo de Dios".

Sin embargo, un matemático de la Universidad de Stanford (EE.UU) llamado Tomas Rokicki redujo hasta 22 el número de movimientos necesarios para resolver el cubo de la mano junto a John Welborn.

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Emergencia de rasgos y biodiversidad

Un nuevo modelo matemático explica cómo la aparición de rasgos nuevos permite aumentar la biodiversidad de los ecosistemas.

Las Matemáticas suelen ser el mejor lenguaje para describir la ciencia. No es solamente por su precisión, sino porque, sorprendentemente, la Naturaleza se deja describir bien matemáticamente.
Hasta hace poco eran sólo las ciencias duras, como la Física, las que estaban descritas a base de Matemáticas. Esto se debía a que los procesos físicos son muy simples, aunque a primera vista no lo parezca. Los procesos biológicos, por el contrario, son muy complejos y no se dejan describir fácilmente por las Matemáticas. Además, la Biología era poco más o menos que una especie de “Filatelia” hasta hace poco, dedicada a coleccionar especies y hechos. Encima, en los estudios universitarios sobre ciencias biológicas había una escasa formación en Matemáticas, no habiendo tradición en ese campo.

Afortunadamente todo esto está cambiando. El último ejemplo lo tenemos en un descubrimiento menor realizado en la Universidad de la Columbia Británica. Allí unos investigadores han usado un nuevo modelo matemático para explicar la generación de diversidad en los ecosistemas, tanto dentro de las especies como entre ellas.
Los biólogos evolucionistas han podido ver que la aparición de características raras dentro de una población puede estimular la diversidad. Por ejemplo, ser uno de los pocos depredadores con una talla inferior en una población dominada por grandes animales puede ofrecer ventajas, como el acceso a presas pequeñas más abundantes, y aumentar las posibilidades de que este rasgo prospere dentro de la población.

Sin embargo, los modelos matemáticos que hasta ahora incorporaban estas supuestas ventajas del rasgo “raro” no funcionaban. Michael Doebeli y Iaroslav Ispolatov han creado un nuevo modelo matemático que, según ellos, sí funciona. Los modelos anteriores se basaban en una sola característica o rasgo nuevo y la ventaja que esto ofrecía no tenía peso a la hora de mantener una diversidad importante.

Estos investigadores diseñaron un modelo matemático construido sobre nociones clásicas de competición que evalúa el impacto evolutivo de varios rasgos simultáneos. Encontraron que al añadir esta capa de complejidad se rebajaba considerablemente el umbral para mantener la diversidad y la evolución de nuevas especies.

Al parecer, la aparición de un rasgo aislado no es suficiente para que las interacciones ecológicas dirijan la biodiversidad, pero varios rasgos actuando en concierto, incluso con interacciones más débiles, sí pueden generar diversidad. La aproximación considerada por estos investigadores refleja, por tanto, la complejidad de la realidad de mejor manera. Según Doebeli, si uno piensa acerca de ello, todos los organismos tienen al menos docenas, sino cientos, de rasgos ecológicamente relevantes.

El modelo puede ayudar a explicar la extraordinaria cantidad de biodiversidad encontrada en muchos ecosistemas, por ejemplo en el mundo microbiano de los océanos. De hecho, la prueba inicial del modelo podría venir precisamente de las poblaciones microbianas.
Doebeli dice que sería además interesante comprobar si a nivel genético los caminos que controlan diferentes rasgos están regulados en concierto para permitir la heredabilidad de los diversos rasgos a lo largo de múltiples ejes fenotípicos.

Y esto, ¿cómo se expresa matemáticamente? Pues este fenómeno biológico es descrito por propiedades fundamentales de autovalores de formas cuadráticas. Sí, ese concepto de autovalores y autovectores que, por cierto, permitió la creación de un motor de búsqueda que asignaba un buen rango en las búsquedas realizadas y que hizo millonarios a los creadores de Google. Pero esta es otra historia.

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Aparecen cinco manchas solares en el Sol a la vez

Cinco manchas solares aparecieron en el Sol el 11 de agosto de 2010. Esta maravillosa imagen del Observatorio de Dinámica Solar muestra que a las 08:55 UTC del 01 de agosto, se formó un evento conocido como una eyección de masa coronal (CME). Aquí es donde la "atmósfera" del Sol envía una ráfaga de plasma de energía. En este caso, implicó casi todo el lado orientado hacia la Tierra.

En el año 2009, hubo 260 días (71% del tiempo) en que el sol estuvo "sin manchas", pero ahora en el 2010 hasta la fecha, el Sol se ha mostrado sin manchas por sólo 35 días, (lo que representa un 16% del tiempo). Con el último máximo solar que ocurrió el año 2001, quizás el sol ahora está creciendo a su nuevo máximo que estaba programado para el 2013. Las recientes erupciones solares el 1 y 7 de agosto y ahora estas manchas pueden ser señales de que el Sol está empezando a despertar.

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¿Por qué los Astronautas utilizan trajes blancos?

Los astronautas emplean trajes de color blanco por una sencilla razón: mientras el color negro tiende a absorber las radiaciones solares, el blanco las refleja. Por ese motivo se eligió el blanco en los trajes espaciales, para que los astronautas pudieran realizar los trabajos de montaje, reparación, mantenimiento, etc. fuera de la cápsula o de la estación espacial sin el peligro que representa estar expuestos a las radiaciones cósmicas directas.

Aunque para la confección de los trajes espaciales se utilizan siempre materiales de protección contra las radiaciones, el hecho de ser además de color blanco hace que éstas se reflejen mucho mejor. De esa forma el astronauta presenta mayor protección a las altas temperaturas a las que se ve sometido cuando abandona la cápsula o estación y sale al espacio.

Sin embargo, para trabajar o descansar en el interior de dicha cápsula o estación, el traje puede ser lo mismo blanco, azul, naranja o de cualquier otro color.

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