miércoles, 23 de enero de 2013

¿Qué es el Universo? – II. Telescopios, microscopios, microbios y átomos



Antes de entrar a leer esto, te interesa haber leído antes¿Qué es el Universo? – I. Sino, igual no lo entenderás.

Como vimos, en el Universo hay muchas estrellas y muy lejanas. Solo vemos con nuestros ojos una pequeñísima parte de las estrellas que existen. Porque la mayoría están tan lejanas, que llega una cantidad de luz tan minúscula que nuestros ojos no la pueden ver. Para ver estas estrellas tan lejanas usamos telescopios. Un telescopio es como una gran lupa, que nos ayuda a ver lo que está lejos. Los grandes telescopios de la Tierra suelen estar en lugares altos y en los que hay nubes muy pocas veces al año. Porque claro, si hay nubes, pues tiene poca gracia. El telescopio no puede ver nada con nubes. Hay muy pocos lugares así en el mundo y en España tenemos suerte de tener uno de los mejores sitios de la Tierra en los que poner telescopios. En la isla de La Palma y en Tenerife. Las dos forman parte de las Islas Canarias.

En España tenemos un montón de telescopios y el más impresionante de ellos es uno del Instituto de Astrofísica de Canarias, el Grantecan (GranTelescopio de Canarias). Es el mayor telescopio del mundo. Así que si de mayor quieres ser científico de astronomía y vives en España, pues tienes suerte. Es un buen lugar para ser científico de astronomía.

Grantecan por dentro. El Grantecan está en la isla de La Palma (España) y es el mayor telescopio del mundo. Si quieres verla más grande haz click. La foto es de H.Raab con licencia creative commons.

Hasta ahora hemos visto que el Universo es todo lo que vemos y lo que no vemos, porque está lejos, pero qué podemos ver con los telescopios. Hay más cosas que no vemos y no porque estén lejos, sino porque estando cerca son muy pequeñas. Por ejemplo, los microbios que hacen que nos pongamos enfermos. Los microbios son como unos bichitos tan pequeños que no podemos verlos. Constantemente entran en nuestro cuerpo, pero nuestro cuerpo está preparado para defendernos de ellos, así que normalmente no pasa nada. Pero en ocasiones nuestro cuerpo falla, o es lento para defendernos, y es en ese momento que nos ponemos enfermos. Para ver los microbios tenemos los microscopios. Es como una lupa, como el telescopio, pero en esta ocasión en lugar de estar pensada para ver cosas muy grandes que están muy lejos, está pensada para ver cosas pequeñas que están muy cerca. Los microscopios ayudan a los biólogos, que son los científicos que estudian la vida, los farmacólogos, que son los que inventan medicamentos y a los médicos, que ya sabemos quiénes son, a investigar como curarnos.

Pero ahora las cosas se ponen complicadas. Imaginemos un trozo de hierro puro. Y ahora imagínate que lo cortamos a trozos lo más pequeño posible. Bueno, hay que imaginárselo, porque lo vamos a cortar tan pequeño, que no podríamos verlo ni con un microscopio normal. Llegaríamos a un punto en que tendríamos un átomo. Un átomo es lo más pequeño que podríamos cortar manteniendo el hierro. Un átomo también tiene partes, pero si separo estas partes, ya no tengo hierro. Porque necesito como mínimo un átomo para que algo se parezca, por pequeño que sea, a cualquier tipo de materia que conocemos, como el hierro. Sobre lo que es la materia, no seáis impacientes, ya hablaremos el próximo capítulo. Solo os diré que todo lo que se puede tocar, sea grande, pequeño o microscópico, está formado de átomos. Nosotros mismos, por supuesto, estamos formados de una inmensa cantidad de átomos.
Una imagen de microscopio. Las bolas amarillas son uno de los microbios que provocan la neumonía, una enfermedad que afecta a los pulmones. Lo azul son linfocitos, las células de nuestro cuerpo que nos protegen de las enfermedades, atacándolos. Los linfocitos forman parte de nuestro ejercito microscópico. La imagen es del Instituto de la Salud estadounidense y es dominio público. Haz click en ella para verla grande.

Para que veáis lo pequeño que es un átomo, os podre un ejemplo. Microbios hay de muchos tamaños, pero imaginemos un microbio normalucho, que ya hemos quedado que solo lo podemos ver con un microscopio. Ahora imaginad que el microbio este es como la Tierra. Pues bien, un átomo sería como una pelota de fútbol. Así que un microbio tiene una tremenda cantidad de átomos. O dicho de otra manera, un átomo es una cosa increíblemente pequeña. Al final es sorprendente el universo, porque como hemos visto, investigarlo significa entender lo increíblemente grande y lejano y, al mismo tiempo, lo increíblemente cercano y pequeño.

Para los padres

Dentro del átomo ya entramos en las partículas subatómicas. Los distintos elementos químicos que existen, los que forman la materia tal y como la entendemos habitualmente,  mantienen sus propiedades hasta el nivel atómico. Más allá ya no podemos hablar de elementos químicos. Entramos en el maravilloso mundo subatómico. Los átomos están formados de un núcleo de protones y neutrones, con electrones orbitando alrededor de este. Los electrones tienen una carga eléctrica idéntica al de un protón, pero de sentido contrario. Decimos que la carga del electrón es negativa y la del protón positiva. A su vez los protones y los neutrones se pueden dividir en quarks. Los quarks son partículas elementales, es decir, ya no podemos dividir más allá. El electrón tiene la particularidad de que ya es una partícula elemental en si mismo y, por tanto es indivisible y, además, mucho más pequeño que los neutrones y protones. Un electrón es unas 1.800 veces más pequeño que un protón. Pero de todas estas cosas hablaremos más hacia delante.

Una división por tamaños del Universo sería lo macroscópico y lo microscópico. Lo macroscópico sería todo aquello que podemos ver a simple vista o con telescopio. Y lo microscópico todo aquello que no podemos ver por su diminuto tamaño.

Si os aprietan con preguntas vuestros hijos, podéis consultar lo siguiente en, nuestra amiga, la Wikipedia:

Y también os recomiendo de “La Información” el especial: “Grantecan,el supertelescopio más grande del mundo”. Hay un video que puede estar muy bien para ellos.

martes, 22 de enero de 2013

¿Qué es el Universo?-I. Años-luz, Luna, estrellas y galaxias



El Universo es un espacio muy grande donde está todo lo que podemos ver. Algunas cosas las podemos ver con nuestros ojos. De cómo podemos ver cosas que no pueden ver nuestros ojos hablaremos en otros capítulos. Cosas que podemos ver: nuestra casa, los animales, una carretera… Incluso podemos ver cosas que están fuera de la Tierra, como la Luna. La Luna está bastante cerca de la Tierra por eso se ve tan grande. Bueno, bastante cerca de la Tierra es un decir. 

Imaginad que pudiéramos dar la vuelta en coche a la Tierra. Ya sabemos que no se puede, porque en medio de los continentes hay océanos, pero vamos a poner solución a ello. Lo repetiré mejor. Imaginad que alguien hubiera puesto puentes sobre los océanos de tal manera que pudiéramos dar la vuelta a la Tierra. Como sabemos la Tierra es como una pelota muy grande. Así que si papá nos lleva de viaje en el coche en línea recta sin parar, y estuviéramos días dale que te pego con el coche, al final llegaríamos a nuestra casa de nuevo, pero por la dirección contraria de donde hemos salido. Habríamos recorrido 40.000km. ¿Cuánto es esto? Imaginad que pudiéramos ir siempre a velocidad de autopista, a 120km/h. Necesitaríamos de esta manera dos semanas sin parar para dar la vuelta a la Tierra. Pues bien la Luna está a casi 8 veces esta distancia. En coche, si hubiera una autopista entre la Tierra y la Luna, necesitaríamos  14 días x 8 veces = 112 días para ir de la Tierra a la Luna.

Un astronauta descendiendo desde el módulo lunar hacia la Luna. Los cohetes Apollo fueros los únicos que enviaron gente a la Luna. La primera misión con hombres que fue a la Luna tardo un poco más de 8 días en ir y volver. Si haces click la foto se ve más chula. Imagen de la NASA.

 
Pero esto no es nada dentro del Universo. Porque también vemos las estrellas. Y las estrellas están mucho más lejanas. Para medir estas distancias tan grandes, usamos la velocidad de la luz. A todos nos parece que la luz es instantánea, porque enciendo la luz del comedor y en el momento que doy al botón del interruptor la luz ya está ahí. Pero eso no es porque la luz sea instantánea, sino porque viaja tan rápido que no somos capaces de ver el tiempo que tarda la luz en viajar de lo rápido que va. Imaginad que con un foco muy potente apuntáramos hacia la Luna. Y que en la Luna hubiera un astronauta. Pues bien la luz va tan rápido que tardaría solo un segundo en ir de la Tierra a la Luna. Ese viaje que nosotros en coche hacíamos en 112 días, la luz, que es muy rápida, lo hace en solo un segundo. Así que el astronauta vería nuestra luz un segundo después de que nosotros hubiéramos encendido este foco ultra-potente. Por lo tanto, también la luz podría dar la vuelta a la Tierra casi 8 veces en un solo segundo.

Pero las distancias en el espacio son inmensas. Si pudiéramos apagar el sol como si fuera una bombilla. No nos enteraríamos hasta 8 minutos después. Porque la luz tarda en llegar del Sol a la Tierra unos 8 minutos. Y si encendiera de nuevo el Sol, no vería la luz en la Tierra hasta 8 minutos después. El Sol es una estrella, como las que vemos de noche, pero está tan cerca que cuando sale el Sol, lo vemos gigantesco y que hace un montón de luz. Eso si, no lo miremos directamente, porque es tan potente que nos podemos quedar ciegos para siempre. Las estrellas que vemos por la noche están lejísimos. Para que os hagáis una idea, la estrella más cercana a la Tierra, después del  Sol, se llama Alfa Centauri. Se puede ver de noche.  Y la luz, viajando a su super-velocidad, de esta estrella ha tardado 4 años en hacer su viaje hasta la Tierra para que la veamos. A la distancia que recorre en un año la luz, le llamamos año-luz. Es bastante sencillo. Seguro que habéis oído hablar de años-luz en pelis de ciencia-ficción.

La Vía Lactea, nuestra galaxia. Si te fijas salen unas rayas circulares desde "Sun". Sun, significa Sol en inglés. Ahí estamos nosotros dentro de la galaxia. Además en las rayas circulares ves unos numeros como 30.000ly. Así podemos ver la distancia en años-luz desde nuestro sol a cualquier punto de la Vía Láctea. Si haces click se ve más chulo. La imagen es de la NASA.


Pero esto es nada. Si el sol fuera un grano de arena de la playa, el número de soles en nuestra galaxia sería en como todos los granos de arena de la playa. Son muchísimos. Hay un número difícil de entender de estrellas en nuestra galaxia. Hay 400.000.000.000 (cuatrocientos mil millones)  de estrellas y solo un granito de arena sería nuestro sol, la estrella que  ilumina nuestra casa, la Tierra.

Si pudiéramos ver todas las estrellas de nuestra galaxia y contáramos una estrella cada segundo, necesitaríamos vivir casi 160 veces para contar todas las estrellas de nuestra galaxia. 

Hemos hablado de Galaxias. Las estrellas en el universo se unen en grupos llamados galaxias. Así que hay zonas del Universo donde no hay estrellas y están vacíos y zonas donde se juntan un montón de estrellas. Nuestra galaxia se llama Vía Láctea. 

¿Si una galaxia es una playa de estrellas (granitos de arena)? ¿Cuántas playas (galaxias) hay en el universo? Si ya nos costó entender la cantidad de estrellas que hay en una galaxia, esto os va a alucinar más. Porque en el universo hay un montón de galaxias. Hay otro número difícil de imaginar: 100.000.000.000 (cien mil millones) millones de galaxias. Si cada galaxia es una playa y cada granito de arena es una estrella, no cabrían en una Tierra todas las playas que necesitamos para representar todas las galaxias. Y no cabrían en la Tierra los granitos de arena que necesitamos para representar todas las estrellas que hay en el Universo.

Pero para no hacerlo largo, hoy lo dejamos aquí. Ya que para explicar el universo, lo haremos en varios capítulos.


Para los padres

La distancia de un lado a otro de nuestra galaxia es de 100.000 años luz. Las galaxias a su vez se unen en lo que llamamos grupos locales. Y estos grupos locales forman una inmensa red por el universo, como “cables”. Hay espacios por donde pasan estos cables y espacios bastante vacíos. Este tema es complejo ya que las distancias y cantidades son difíciles de imaginar no ya para un niño, sino incluso para nosotros los adultos. El universo además se está expandiendo. Pero primero terminaremos de explicar que es el universo. Ya habrá tiempo de explicar el sistema solar, el big bang y la expansión del universo. Al final tenemos  que conformarnos en pensar que el Universo es algo realmente inmenso y que, como se suele decir, no somos nadie.

Podéis buscar más información en Wikipedia:
Y si vuestro hijo tiene mucho interés en cómo funcionan las estrellas hay una web muy buena llamada El Tamiz, con una serie sobre las estrellas llamada: La vida privada de las estrellas.

domingo, 20 de enero de 2013

¿Qué es la ciencia? Sobre este blog



Sobre este blog: para los padres

Tengo dos niños en edad de primaria. En ocasiones en charlas en casa salen conceptos científicos que debemos desarrollar, mi mujer y yo, o desarrollar para que ellos los comprendan. Conocer los principios puede ser sencillo, pero adaptarlos para su comprensión en ocasiones es difícil. 

Con el tiempo me he dado cuenta que los niños son capaces de entender cualquier concepto. Es más, son como una esponja, lo absorben todo y son voraces. Una vez empiezas, es un no parar sus preguntas y, en ocasiones, te ponen en serios aprietos. Pero ahí está internet, incluso para que los padres aprendamos para poder luego decodificar esta información para que sea entendible por ellos. En casa en muchas ocasiones, cuando ven que me han puesto en un aprieto, son ellos mismos los que ya me dicen, “papa (o mama), mira en Wikipedia”. Hay tanto a explicar sobre el Universo, tanto el cercano, como el lejano, que hasta que somos mayores, no entendemos una pequeña fracción razonable de este Universo. Para que ellos lo entiendan solo es necesario empezar por el principio. Y poco a poco ir desarrollando estos conceptos. No es necesario hacer mucho más esfuerzo. Una vez encendida la mecha de su curiosidad, ellos mismos se encargan.

En ocasiones, ciertas personas viendo este blog, se pondrán nerviosas, debido a ciertas licencias que me tomaré. Puede ser que para explicar diversos conceptos sacrifique cierta precisión. Ello es necesario para no entrar en exceso en detalle. Lo importante es que entiendan conceptos básicos, se interesen y ya habrá tiempo cuando tengan más edad en profundizar y que vean que las cosas tienen más miga. Tampoco pretendo (en este momento) que sean físicos o químicos profesionales, sino simplemente despertar su curiosidad sin entrar en conceptos muy detallados. Por ejemplo, tengo intención de explicar lo que es un átomo y que son los electrones, neutrones y protones. Sin embargo cuando entremos en lo que es la energía nuclear, vamos a explicarla quedándonos en el átomo.

Es por este motivo que pongo a vuestra disposición, padres, profesores e incluso niños este blog. Un blog donde pretendo explicar ciertos conceptos adaptados para la comprensión de los niños. Una herramienta para despertar la curiosidad de unos y ayudar a los otros. También por este motivo pondré una pequeña parte llamada “para los padres”, con distintas fuentes donde podéis ampliar la información y así poder adaptar también vuestra explicación a los conocimientos de vuestros hijos. En esta ocasión lo hago al revés, primero os hablo a vosotros, los padres y ahora paso a hablar a los niños.

¿Qué es la ciencia? para los niños

La ciencia es algo muy divertido, porque nos permite entender todo lo que pasa. Seguro que te gustaría entender porque la Tierra, que es como una pelota, gira alrededor del Sol, o porque la calefacción hace calor, o como es que se mueve un coche…  Seguro que algunas cosas ya las sabes o las has estudiado en el cole, pero quieres saber más. Todo lo que pasa a nuestro alrededor tiene una explicación. En ocasiones la sabemos y en otras no. Para ello existen los científicos. Los científicos son las personas que se dedican a entender el mundo y a explicarnos cuales son las normas que existen en este.  Y constantemente están buscando una explicación a todo aquello que no entendemos. En ocasiones son preguntas muy sencillas, pero que a nadie se le ocurrió hacerse antes. Por ejemplo, Newton se preguntó ¿Cómo es que las cosas caen hacia el suelo? A todos nos parece normal que las cosas caigan hacia el suelo, pero como Newton era un científico además se preguntó cómo es que las cosas siempre caen siempre hacia abajo y nunca van hacia arriba. Investigando descubrió estas normas que hacen que todo caiga y no salga volando por el aire y cosas tan interesantes como calcular a que velocidad caían las cosas hacia el suelo. Lo guapo de estas normas es que las podemos luego  comprobar todos y ver que son realmente ciertas.  De esta manera si algun científico se equivoca el resto de gente le puede decir: "No seas tan listo, que te has equivocado". Y si un científico es bueno dirá "teneis razón", pero seguro que no se desanimará. Todos nos podemos equivocar. Seguirá investigando aún con más fuerza.

Los científicos son importantes, porque conociendo estas normas que mueven el universo podemos construir cosas como coches, hacer que un campo de patatas, produzca muchas más patatas con el mismo terreno,  podemos jugar con la Nintendo o la Play, o podemos construir plástico con el que hacer Playmobils. Sin ciencia no hay coches, tendríamos seguramente hambre porque habría pocas patatas, no existiría la Nintendo o la Play y, lo peor, no tendríamos Playmobils o muñecas.

Además, la ciencia no solo nos sirve luego para hacer cosas. En ocasiones investigamos cosas simplemente porque queremos saber. Queremos saber dónde está la Tierra, porque da vueltas alrededor del Sol… y muchas otras cosas. Esto en realidad no sirve para hacer cosas más chulas, pero es interesante saber estas cosas, porque nosotros, la humanidad, somos así. Somos curiosos y chafarderos. Cuando vamos a una tienda, aunque papa o mamá no nos dejen, queremos tocarlo todo. Debemos hacer caso y controlarnos, pero seguro que nos cuesta. Y cuando sabemos que la Tierra está en el espacio, también queremos saber porque está ahí y que es lo que hace ahí. Porque tenemos curiosidad y queremos saber porque es así y no de otra manera. Los que aplican los descubrimientos de la ciencia para hacer cosas útiles se llaman tecnólogos. Igual no os dice mucho este nombre. Hay otro mejor que seguro que os suena: Ingeniero. ¿A que ahora os suena?

La Tierra y el Sol desde el espacio. La Tierra da vueltas alrededor del Sol. La foto es de la NASA. Si haces click en la foto se ve aún más chulo. Mira todas esas nubles y como el calor y la luz del Sol llega a la Tierra. Y eso que está lejos. Pero el Sol es una pasada de grande y potente y él puede con ello.


Vamos a ir aprendiendo poco a poco, de manera sencilla, cuales son estas reglas que mueven el universo y cómo funcionan las cosas.