¿Qué es un agujero de gusano?

Desde las primeras películas y novelas de ciencia ficción se han imaginado portales capaces de transportar instantáneamente a los seres humanos desde nuestro mundo con alguna remota parte del universo o, incluso, con un universo completamente distinto. En teoría esto sería posible gracias los llamados agujeros de gusano.

Espera, espera, ¿hay una base científica para creer esto, o es sólo un invento que no se sostiene por ningún lado?

Los agujeros de gusano derivan de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, que básicamente dicen que el espacio-tiempo puede representarse como una malla elástica y cualquier objeto con masa que descanse sobre ella (planetas, estrellas, galaxias…) la perturbará formando una depresión. El tamaño y la profundidad de la depresión variará según la masa del objeto que descanse sobre la malla y todo lo que pase a través de la zona distorsionada será susceptible de caer hacia el interior, a menos que lleve suficiente velocidad como para quedar atrapado dando vueltas en círculos alrededor de ella. En la vida real, esto se manifiesta como la fuerza gravitatoria.

Seguramente hayas visto alguna vez un gráfico por el estilo. Representa el sol hundiendo el tejido espacio temporal y la Tierra atrapada en la depresión dando vueltas.

En realidad, más que una malla plana sería un entramado tridimensional, y la perturbación se daría en una cuarta dimensión, pero eso no hay manera de visualizarlo.

Total, que, en teoría, si el tejido del espacio y el tiempo se puede deformar, deberíamos poder idear una manera de manipularlo que no consista en acumular un montón de materia hasta que se hunda.
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Ornitorrincos

El ornitorrinco es un animal extraño, de eso no cabe duda. Su equivalente en comida sería una especie de tortilla de domingo a la que echas las sobras de la semana.
Crédito, aquí.
Lo más seguro es que hayáis escuchado ya cosas raras sobre este animal pero, probablemente, hay más chicha que sacar de este tema de la que pensáis .
En primer lugar, pese a cazar y pasar una parte considerable de su vida en el agua, los ornitorrincos tienen un pelaje muy denso. ¡Hasta ahí bien, no pasa nada! Otros mamíferos, como las nutrias y los castores, también tienen pelaje y se pasan el día en el agua. Eso sí, su pelaje entra conflicto con el hecho de que los ornitorrincos ponen huevos.

¡Un momento!¿Cómo que ponen huevos? ¿Los ornitorrincos no son mamíferos? 
Algo así. Los ornitorrincos tienen glándulas mamarias, aunque un poco diferentes al resto de los mamíferos: tienen una especie de aureolas sin pezón por las que lactan y dan de comer a sus crías. Ej.
¿Si dan de mamar a sus hijos pero ponen huevos, entonces qué son?
Tal y como suena, son mamíferos ponedores de huevos, cuya orden recibe el nombre científico de monotremas y está compuesta por sólo cuatro especies, tres de ellas son géneros de un animal llamado equidna (que come hormigas, pese a no estar más emparentado genéticamente con el oso hormiguero que con cualquier otro mamífero) que vive en Australia y Nueva Guinea, y el cuarto componente es el ornitorrinco.  
Los monotremas, el cubo de las sobras de la genética.  Crédito, aquí.
Los huevos que ponen los ornitorrincos no son rígidos y duros como los de las aves, si no que tienen un tacto como de cuero, parecido al de los huevos de reptil (bromas a parte). Pero la cosa aún se vuelve más rara: cuando los bebés ornitorrinco salen del huevo, aún no son fetos que no han terminado completamente su desarrollo.
Otra característica que desconcierta a los genetistas es que 
las crías son tan feos como las pájaro**.
Como ocurre con los canguros, que terminan de madurar en la bolsa de su madre, en su estado semi-fetal, los ornitorrincos terminan de desarrollarse completamente en la guarida subterránea que sus progenitores cavan con sus propias garras… Que a su vez tienen membranas entre los dedos para nadar. 
Además de tener garras unidas por membranas, como las aves acuáticas, los ornitorrincos guardan otra sorpresa en sus extremidades: los machos secretan veneno suficiente a través de unas espuelas en sus patas traseras (un cóctel de hasta 19 sustancias tóxicas diferentes) como para matar a un perro o dejar a un humano hecho un desastre unos cuantos días. Análisis genéticos han encontrado que esta capacidad proviene una variación de los genes de reptil única en el ornitorrinco.
Crédito, aquí.
Dejando en paz sus garras y volviendo a su cabeza, los ojos del ornitorrinco también son algo extraño. Mientras su distribución de conos y bastones (para saber de qué estamos hablando, échale un ojo a esta entrada) es similar a la de otros mamíferos, sus retinas tienen un rollo de “dobles conos” que no se encuentra en otros mamíferos o marsupiales. Para complicar más las cosas, sus ojos tienen un cartílago protector parecido al de los anfibios o los tiburones.
Y, ya que hablamos de animales marinos, los ornitorrincos tienen un sexto sentido, la electrorecepción, algo que usan, por ejemplo, las anguilas. Esta habilidad, que suena a superpoder, sólo significa que su piel tiene receptores que le permiten notar pequeñísimos cambios en el campo eléctrico del agua producidos por el movimiento de los peces, lo que le permite cazar de noche.
Creo que el ornitorrinco ya no puede sorprenderme más…
Crees mal, amigo. Supongo que sabes que el género de los humanos (o los mamíferos en general) viene determinado por cómo están emparejados sus cromosomas. En nuestro caso, el cromosoma X es el femenino y el Y es el masculino, por lo que si tienes cromosomas XX serás una mujer o, si eres XY, serás un hombre.
Las aves, en cambio, aunque siguen el mismo sistema, tienen cromosomas W y Z. Los machos son ZZ y las hembras ZW.
¿Y los ornitorrincos? Ay, los ornitorrincos… Ellos funcionan con cromosomas Z e Y. O sea, uno típico en pájaros y el otro en mamíferos.
¿Y de dónde han salido este bicho?

Mamíferos y reptiles provienen todos de un mismo género de animales que se separó de los anfibios, los amniotas, que más tarde se dividió en dos ramas. Los ornitorrincos, simplemente, tiraron por un camino distinto hace 166 millones de años mientras empezaba a formarse algo parecido a un mamífero, así que no son ni lo uno ni lo otro. 
**Queríamos añadir un gif del monstruo.

Isla Sentinel del Norte

Martes. 16 de Julio de 2013. 10:15 A.M. Leo sobre las islas Andamán y Nicobar. Nunca me había fijado en ellas, así que me meto en Google Earth para echarles un vistazo. Tras un rato mirando fotos de paraísos tropicales, descubro algo que nos llama la atención.

La única foto que aparece de la isla es esta:

Vaya, vaya, el misteriómetro se ha disparado. Fuente de la imagen, aquí.

Emocionado, activo las etiquetas y fronteras del Earth y me aparece un letrerito que dice Isla Sentinel del Norte. Al buscarlo en Google, me he quedado perplejo.
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Ciervos ratón y ardillas gigantes

El ciervo ratón (no confundir con el ratón ciervo) es el animal con pezuñas más pequeño del mundo.

Fuente, aquí.

Viven tanto en África como en Asia pero, mientras las especies asiáticas pesan entre 0.8 y 8 kg, las africanas oscilan entre los 7 y 16 kg. Pese a su pequeño tamaño, tienen cuatro estómagos que les ayudan a digerir las plantas que ingieren.

La naturaleza le da prioridad a los estómagos antes que a las patas.

Aunque la mayoría de las especies de ciervo ratón son herbívoras, el ciervo ratón de agua, que sólo se encuentra en África, a veces come cangrejos, peces o incluso restos de cadáveres de otros mamíferos. No recibe este nombre porque sea capaz de nadar ágilmente (las pezuñas son el opuesto matemático de las aletas), sino porque durante su vida no se alejan más de 250 metros de una masa de agua. Dada su condición de carroñeros, los colmillos de esta especie son más largos, hasta el punto que les sobresalen.

Una característica común que comparten los carroñeros es su cara de cabrones.

El segundo mamífero raro de hoy es la ardilla gigante india. Son llamativas porque, a parte de ser enormes, su pelaje está pigmentado con varios tonos diferentes y por su cara un tanto… Peculiar.

Suelen medir unos 60 centímetros de la cabeza a la cola y pesar unos 2 kg, así que no tienen mucha competencia en su ecosistema. Eso sí, la poca que tiene es bastante seria: sus dos únicos depredadores son aves de presa (léase cosas parecidas a águilas) y leopardos.

Para “combatir” a los primeros, la ardilla gigante india simplemente se queda paralizada y aplasta su cuerpo contra la rama sobre la que esté, una conducta un tanto extraña, tendiendo en cuenta que su especie puede dar saltos de hasta 6 metros, pero esto le sirve para mimetizarse con el entorno y, con suerte, que su atacante le pierda de vista.

Su táctica para evitar ser comida por leopardos, en cambio, es más efectiva: construyen nidos en forma de globo en ramas muy altas y delgadas, lo suficientemente resistentes para aguantar su propio peso, para que los leopardos no puedan alcanzarlas (o, si el leopardo no respeta su propia vida y llega hasta el nido, al menos que la rama se rompa y todo el mundo muera a modo de venganza).

“Oh, sí, dulce y fría venganza…”

 

Algunas cosas sobre el oro

El oro es un elemento muy bonito, no lo ponemos en duda, pero tiene otras propiedades que lo hacen muy interesante para otras aplicaciones que no cuelgan de nuestros cuellos y muñecas.

En primer lugar, el oro es un metal que apenas reacciona con el entorno, lo que significa que no se corroe fácilmente. Ni el agua, ni el aire van a oxidarlo, y sólo algunos compuestos como el mercurio, con el que reacciona para dar lugar a amalgamas, o el ácido nitro-hidroclórico pueden disolverlo. De hecho, los alquimistas llamaban a este último compuesto a aqua regia por ser el único líquido que conocían capaz de disolver un metal tan noble.

Mientras que el cobre llega a nuestra época hecho un desastre, el oro permanece prácticamente intacto.

Esta es una característica conocida desde tiempos inmemoriales. El oro no se corroía nunca, no envejecía, por lo que se relacionaba su figura con la inmortalidad de los dioses,  lo que le daba un gran valor espiritual. Los mayas, por ejemplo, lo veían como las “lágrimas del Sol” y, como su sistema social no estaba basado en el dinero, lo utilizaban con fines puramente estéticos y religiosos.

Hasta tal punto era sagrado el oro, que el propio metal es una de las “medicinas” más antiguas de las que se tiene constancia. Antiguamente se seguía una lógica del estilo “algo tan bonito y perfecto tiene que ser saludable, voy a comérmelo” cuando, en realidad, como el oro tiende a no reaccionar químicamente con casi nada, pasa a través de nuestro organismo sin efecto alguno.

Como el oro suele presentarse en la naturaleza en forma de pequeñas partículas, a veces invisibles a simple vista, incrustadas en la roca en bajas concentraciones (la más alta que hemos encontrado en la extracción comercial de oro es de unos 27.4 gramos por tonelada de roca excavada), la única manera económica de extraerlo es usando los compuestos que hemos mencionado al principio para disolverlo y separarlo. Por desgracia, tanto el mercurio como el ácido nitro-hidroclórico extremadamente contaminante.

Este tipo de roca contiene 3.63 gramos de oro por tonelada, una concentración baja, pero sigue siendo casi 750 veces más abundante que la media.

Aunque otra manera de extraer oro, más manual, consiste en buscarlo directamente en la forma de gránulos que han sido arrancados de la roca original por efecto de la erosión y han terminado en el curso bajo de algún río. Pese a que estas pepitas de oro suelen ser minúsculas y pesan, como muchísimo, un par de gramos, siempre hay excepciones.

La mayor pepita de oro jamás encontrada pesaba 71 kg y fue bautizada como “Bienvenido Forastero“. Como se encontró en 1896, no hay ninguna imagen decente de ella, así que publicamos aquí otra de una pepita que sigue siendo muy grande.

Pepita de oro de 4.9 kg encontrada en Mohave.

Pese que este pedazo macizo de  oro pueda parecer una burrada, la cantidad de oro extraído por el ser humano se estima en 174.100 toneladas, el 60% de las cuales han sido producidas a partir de 1950.

¿Qué quieres decir con eso?

Debido a la gran densidad del oro (19.32 kg/litro), todo el oro minado a lo largo de la historia podría caber en un cubo de 20.81 metros de lado.

Precisamente esta alta densidad da lugar a un fenómeno curioso.

Todos sabemos que las cosas muy densas tienden a hundirse si se colocan en un líquido menos denso, ¿verdad? Es lo que pasa al tirar una roca al agua. Si, por ejemplo, tiramos una bola de acero sobre una piscina de mercurio, ésta flotará, debido a la gran densidad del mercurio (similar a la del oro).

Nunca nos cansaremos de colgar este vídeo:

Cuando la Tierra se empezó a formar, hace unos 4.000 millones de años, su superficie era de todo menos sólida. La gran cantidad de calor generada por los miles de asteroides que impactaban contra el planeta era tan enorme que mantenía la roca en estado líquido. Precisamente por estar en estado líquido, y teniendo en cuenta que la gravedad tira de las cosas en dirección al centro de la Tierra, los materiales más densos empezaron a hundirse hacia el núcleo, quedando los más ligeros en la superficie.

Esta es la razón por la que el núcleo de la Tierra contiene una gran cantidad de hierro que genera nuestro campo magnético, pero no sólo podemos encontrar hierro a miles de kilómetros bajo nuestros pies: otros metales aún más densos como el uranio, el platino y el oro terminaron alojados en el interior de la Tierra.

Explicábamos el fenómeno en esta entrada sobre un supuesto planeta compuesto de diamante.

Tal cantidad de metales pesados se hundieron hasta el núcleo, que se estima que éste contiene suficiente oro como para cubrir la superficie terrestre en una capa de 45 centímetros de oro. Y no sólo en interior de la Tierra está repleto de este valioso metal: los océanos también son una gran reserva de oro, como explicábamos en esta entrada cortísima.

Otra característica curiosa de este metal es su gran maleabilidad. Es decir, pueden hacerse láminas extremadamente finas sin que se rompa. Tanto es así que un gramo de oro puede aplastarse y extenderse hasta conseguir una lámina finísima de 1 metro cuadrado.

Lámina de oro de medio metro cuadrado obtenida a partir de una pepita de 5 mm de diámetro.  Museo Toi de Japón.

Esta propiedad es imprescindible en el mundo actual ya que, por suerte para nosotros, el oro es el tercer mejor conductor de la electricidad que se conoce, por lo que casi todos los componentes electrónicos pequeños contienen finísimas láminas de oro que transmiten la electricidad entre sus circuitos. Si no tuviéramos oro, los móviles y ordenadores no podrían ser tan pequeños, ya que otros materiales, como el cobre, no pueden utilizarse para fabricar componentes tan pequeños que funcionen de manera tan eficiente… ¡Pero suelta ese destornillador! Pese a que nuestros móviles contienen oro, se trata de láminas finísimas con un grosor de un par de micrómetros, si no menos. No querríamos ser los responsables de una oleada de destrucción de iPhones (en realidad, sí).

Respuestas XVII: ¿Qué es un quásar?

Esta semana, para la sección de respuestas, me he fijado en las cosas que comentáis en las fotos que cuelgo en Facebook, como esta de la galaxia Centauro A:

Como cada vez que subo alguna foto del espacio alguien interviene diciendo que es un quásar, voy a explicar de una vez qué es un quásar para salir de dudas.

En la década de los 60, los astronómos empezaron a detectar fuentes de ondas de radio que llegaban de varias partes del universo pero, cuando apuntaban hacia ellas con sus telescopios, no encontraban nada.  No fue hasta 1962 que se observó por primera vez, 3C 273, el primero de estos objetos que, además, emitía luz visible.

Hong-Yee Chiu, un astrofísico estadounidense de origen chino, acuñó el término “quásar” en 1964. Quería que la palabra fuera fiel a la realidad, pero tampoco había una teoría que explicara qué estaba viendo, así que decidió llamarlos “Quasi Stellar Radio Sources” (Fuentes de Radio Casi Estelares), porque parecen estrellas (de ahí el “quasi”) pero no son estrellas y emiten ondas de radio. Tomando las letras que le dieron la real gana, abrevió el término en algo que sonaba bonito.

3C 273 en todo su esplendor. El churro de la parte inferior es parte del quásar. No os preocupéis, también hablaré de ello al final de la entrada.

Gracias al descubrimiento del quásar 3C 273, pudieron medirse algunas de sus propiedades analizando la luz visible que nos llegaba de él. Los resultados revelaron que:

1) Está alejándose de nosotros a una velocidad de 45.000 kilómetros por segundo,

>2) Se encuentra a 2.400 millones de años luz de la Tierra.
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Esto es un inciso para poner esta unidad en perspectiva, porque 2.400 millones de años luz se leen muy rápido.

Un año luz equivale a la distancia recorrida por un rayo de luz durante un año (recordamos que los años luz son unidades de distancia, no de tiempo). Como la luz se desplaza a unos 300.000 kilómetros por segundo, durante un año recorrerá 9.460.528.400.000 kilómetros o, 9.46 billones de kilómetros. Pero esta cosa se encuentra a 2.400 millones de años luz de distancia de la Tierra. Es decir, que está a 27.205.268.160.000.000.000.000 o 27.2 trillones de kilómetros de nosotros.

Esto son tantos kilómetros como átomos hay en 7.43 gramos de oro. No sabemos si esta comparación aclara nada realmente, pero nos ha hecho ilusión calcularlo.
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Una de las características que define a los cuásares es su lejanía. El más cercano que se conoce está a 600 millones de años luz de distancia, por lo que no es de extrañar que resultara muy difícil distinguir la poca luz visible que llega desde tan lejos.

De hecho, algo tan distante tiene que ser extremadamente brillante para poder observarlo desde nuestra posición y 3C 273, por ejemplo, cumple este requisito: si este quásar se encontrara a 32.6 años luz de distancia (2.056.000 veces la distancia entre la Tierra y el Sol),  lo veríamos tan brillante como el Sol.

Pero, ¿Qué demonios puede brillar tanto?

Un brillo extremo sólo puede venir de otro fenómeno extremo: un agujero negro muy grande.

¿Y por qué tiene que ser un agujero negro precisamente?

Porque un agujero negro es capaz de extraer más energía de la materia que cualquier otra cosa que conocemos. Por ejemplo, mientras que la reacción de fusión nuclear de una estrella tan sólo convierte un 0.7% de la materia que interviene en energía, un agujero negro puede extraer hasta el 10%.

Espera un momento… ¡Pero si los agujeros negros no brillan! De hecho, ¡absorben luz! Parece mentira que una página de este calibr…

¡Basta ya!

En el centro de toda galaxia (o casi toda) hay un agujero negro supermasivo alrededor del cual orbitan el resto de las estrellas. En nuestro caso, por ejemplo, el agujero negro que ocupa el centro de la Vía Láctea, Sagitario A, tiene una masa de 4.3 millones de soles.

Los agujeros negros de los quásares más pequeños, en cambio, tienen una masa de unos 100 millones de masas solares y en los más grandes se han registrado agujeros negros de miles de millones de masas solares.

Ya, pero te he preguntado por qué brillan.

Ya vaaaa…

Los cuásares, como hemos dicho, son agujeros negros supermasivos rodeados de materia que gira a su alrededor hasta caer en su interior. Esta materia es, en su gran mayoría, gas. A medida que el gas se acerca al agujero negro, su órbita se va volviendo más cerrada. A su vez, el agujero negro tira con más fuerza del gas que está más cerca, por lo que la materia va moviéndose más deprisa a medida que se aproxima al horizonte del monstruo.

La fricción que se genera entre las partículas que componen el gas a estas velocidades, una fracción respetable de la velocidad de la luz, es inmensa. La fricción inmensa genera una cantidad de calor proporcional, por lo que el material alcanza temperaturas de más de 44.000.000ºC y empieza a brillar con una fuerza que ninguna estrella puede igualar (la superficie del sol, por ejemplo, ronda los 6.000ºC).

Esto, unido al ritmo alarmante con el que estos monstruos tragan materia, es lo que les da su brillo. Se estima que los quásares más brillantes devoran unas 1.000 masas solares cada año, o el equivalente a casi 3 soles al día que a su vez son 10.56 Tierras por segundo.
Lo que a su vez son 840.884.352.000.000.000.000.000… HUMANOS POR SEGUNDO.

Una última pregunta… ¿Y qué son los chorros que salen por los extremos del quásar?

Este, por ejemplo, del objeto M87, descubierto en el siglo XVIII, que resultó ser un quásar.

El gas, como hemos dicho, orbita alrededor del agujero negro central cada vez más deprisa hasta que cae en su interior. Como hemos dicho también, en el borde del agujero negro la materia se desplaza a velocidades cercanas a las de la luz, lo que le otorga una energía inmensa. A tan altas energías, cuando es desviada hacia los polos mientras rota alrededor del agujero negro, parte de ella puede llegar a escapar. Es decir:

Perspectiva

Así es: el átomo, tal como aparece representado en los libros de texto, no existe.

No es que no se compongan de protones, neutrones y electrones. Lo que pasa es que no están dibujados a escala.

Pongámonos primero en situación y veremos por qué los libros tiraron la toalla y prefirieron publicar mentirijillas piadosas.

Todos sabemos que la materia está compuesta átomos, pero el problema es que son tan pequeños que no podemos hacernos una idea de la escala del asunto. Como trabajar con algo tan insignificante es un percal, los químicos idearon un método para poder tratar las magnitudes con las que estaban jugando. Definieron una unidad, el mol, que equivalía al peso que corresponde a la friolera de  602.300.000.000.000.000.000 átomos de cualquier elemento. Y, por no hablar de trillones cada vez que saliera el tema, a esta constante le llamaron el número de Avogadro.

Así, habiendo acordado una cantidad fija de materia, podían medir el conjunto en cantidades manejables a simple vista y hacerse una idea del peso y el tamaño de los ladrillos básicos que componen un material.

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Escorpiones marinos

Los escorpiones tienen mala fama pero, en realidad, no son tan peligrosos. De 1.500 especies de escorpión que existen, sólo 50 son peligrosas para los seres humanos, y de los 1.5 millones de picaduras que se estima que se registran anualmente, sólo 3.250, un 0.27%, terminan en la muerte.

O sea, que un escorpión no sería lo peor que te podrías encontrar en la vida… A menos que estuvieras en la Tierra hace 470 y 370 millones de años. Bueno, más bien, en el mar. Entonces podrías haberte encontrado con una cosa así:

Sobre esto quiero comentar algo al final del artículo**. Fuente aquí.
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Volcanes extraterrestres

Todos sabemos que el punto más alto del mundo es la cima del Everest… Siempre que contemos los metros a partir del nivel del mar.

Pero si tenemos en cuenta el tamaño de la montaña desde su base, sin importarnos si lo que la rodea es agua o aire, entonces el Mauna Loa, uno de los cinco volcanes que componen la mayor isla de Hawaii, supera el récord con 9.170 metros, comparado con los 8.850 del Everest.

¡Oh, vaya, qué monstruosidad, volcanes de más de 9 kilómetros de altura, madre mía!

Si esto te sorprende, agárrate los pantalones, que no es nada comparado con las barbaridades que hay esparcidas por el resto del sistema solar.

Primera parada, nuestro polémico vecino rojo.

Marte es ahora un mundo sumido en un silencio que sólo interrumpen ocasionales tormentas de arena o la llegada de alguna sonda espacial extramarciana, pero su superficie no siempre fue así. Señal de ello es que en este planeta podemos encontrar el volcán más grande conocido el Olympus Mons (el Monte Olimpo), que deja en evidencia a cualquier formación geológica terrestre.

 

Si su altura, de 22 kilómetros, ya resulta impresionante, más lo es su extensión. En el siguiente dibujo aparece representada la superficie que ocupa el Olympus Mons, en comparación con Francia.

Crédito: wikimedia.

Pero entonces, el día que eso reviente va a salpicar hasta aquí…

Por suerte o por desgracia, hace mucho tiempo que Marte está geológicamente inactivo y este es el por qué:

Para que haya movimiento en la corteza de un planeta se necesita energía, y esa energía proviene del calor generado en su núcleo.

El interior de nuestro planeta es líquido porque el núcleo no deja de emitir un calor tan intenso que es capaz de fundir la roca. Parte de este calor es debido a la presión a la que está sometido el núcleo, otra parte a la energía liberada por la descomposición de elementos radiactivos y otra es lo que queda aún de la fricción producida hace miles de millones de años durante la formación del planeta a base de colisiones entre cuerpos celestes cada vez más grandes. Todo este calor es el que impulsa las corrientes de convección en el material líquido del manto terrestre, responsables del desplazamiento de la corteza sólida de la Tierra.

Crédito: BBC.

Pero, poco a poco, toda esa energía se disipa hacia el espacio y, como no hay manera de volver a llenar el calor que se pierde, la Tierra se enfría muy lentamente. Mientras esto ocurra, el material que se mantiene líquido gracias a las altas temperaturas se irá enfriando y, por tanto, solidificando, empezando por las zonas más cercanas a la corteza. El resultado es que la corteza se volverá cada vez más gruesa hasta que, finalmente, todo el interior de la Tierra sea sólido. Sin magma que suba hasta la superficie, las placas tectónicas se detendrán y el campo magnético, movido por la rotación del núcleo, desaparecerá.

Toda esta historia ya le ocurrió a Marte. Al tener una masa unas 9.35 veces menor que la Tierra, contenía menos calor y lo perdió mucho antes, así que ya no tenemos que preocuparnos de que el Olympus Mons lance un chorro de pedazos de nuestro vecino en nuestra dirección.

La siguiente parada de nuestro tour volcánico por el sistema solar nos lleva hasta una de las cuatro lunas más grandes de Júpiter, Ío, el cuerpo más activo del sistema solar, con unos 400 volcanes entrando en erupción non-stopEl más alto de ellos mide 17.160 metros, el doble que nuestro Everest, y eso que este satélite de Júpiter mide tan sólo 3.480 kilómetros de diámetro, comparado con los 12.756 de la Tierra.

El volcán Tvashtar soltando una nube que se extiende 330 km por encima de la superficie del satélite. NASA/JPL.

El satélite está compuesto de rocas ricas en silicatos y sufluro de hierro, por lo que sus volcanes emiten compuestos de azufre que terminan depositándose en la superficie, lo que tiñe el satélite con una gama de tonalidades amarillentas y anaranjadas.

NASA/JPL.

Los círculos más intensos en la superficie son depósitos recientes de material expulsado por los volcanes y que ha vuelto a caer alrededor de éstos.

Pero, si Marte es más pequeño que la Tierra y está inactivo y, a su vez, Ío es más pequeño que Marte, ¿Cómo puede un cuerpo tan pequeño mantener el calor sin enfriarse? 

Ío orbita alrededor de Júpiter, el objeto más masivo del sistema solar y tiene como vecinos otros 3 satélites de tamaño considerable, Europa, Ganímedes (que, de hecho, es más grande que el planeta Mercurio) y Calisto por lo que, cuando uno de estos satélites se alinea con Ío y Júpiter, Ío queda atrapado entre dos campos gravitatorios opuestos.

Si algo en esta imagen está a escala es pura casualidad.

Las fuerzas opuestas tiran de Ío en direcciones diferentes y lo deforman mientras dura la alineación. Cuando esta termina, gravedad de Júpiter y la propia cohesión de los moateriales que componen el satélite devuelven a Ío a su forma normal. Estos continuos estiramientos y contracciones generan fricción en el interior del satélite, lo que a su vez emite las grandes cantidades de calor, lo que mantendrá a Ío activo mientras su órbita siga siendo la misma.

Y… Y… ¡Nada! ¡Ya está! ¡Esto es todo por hoy!

Respuestas XVI: dejarte la piel aplaudiendo.

Esta semana, Ángel Hernández nos pregunta por Facebook si sería posible romperse la piel aplaudiendo.
En primer lugar, identificamos las zonas de la mano que chocan al aplaudir. 

Aunque el área de contacto pueda variar de persona a persona, la mayoría aplaudimos más o menos con estas dos partes de la mano y tomaremos ese área como referencia. Los que aplaudís con las dos palmas en forma de cuenco como haciendo ventosa deberíais empezar a probar esto, el sonido es mucho más agradable.
Visto esto, podemos deducir que las zonas de impacto al dar una palmada no se van a romper nunca porque tienen cierta elasticidad y tan sólo reciben esfuerzos de compresión.
Después de pensar cómo podríamos romper la piel con un golpe seco, hemos pensado que el mecanismo de rotura sería parecido al de un globo de agua sobre una mesa (1) que recibe un impacto.

Si aplicamos una fuerza sobre el globo, el volumen central disminuirá y el líquido que contiene tenderá a desplazarse hacia afuera (2), así que las paredes exteriores se expandirán. Esto estira las fibras de las paredes exteriores hasta que, cuando no pueden más, ceden de golpe y liberan violentamente el agua del interior (3).
Algo así pasaría con las manos: la piel se rompería porque el golpe, al aplaudir, desplazaría la carne y grasa interior hacia los lados. Si el impacto fuera lo suficientemente fuerte, la presión en el interior rompería la piel y pasaría algo similar a esto:

“Salimos de la sala donde proyectaban Avatar cubiertos de sangre”

Así que vamos a buscar datos sobre la piel para hacer nuestros sueños realidad.
En este estudio de la universidad de Dublín se sometieron a tracción probetas de piel humana para comprobar sus propiedades mecánicas. La piel fue donada por ancianos fallecidos por muerte natural, de entre 83 y 95 años, así que tomaremos estos datos teniendo en cuenta que, para gente joven, los resultados predichos podrían variar (probablemente sea más resistente y, por tanto, se necesitará más fuerza para romperla). 

Extra de grima: imagen extraída del PDF del estudio, que
muestra de  dónde se sacaron las muestras de piel y su 
forma para  someterlas a tracción. 

Total, que, según sus resultados, la piel puede estirarse hasta un 55% de su tamaño antes de romperse y su módulo elástico es de 58.20 MPa en esfuerzos perpendiculares a las fibras.
Así que, para saber con qué fuerza tendremos que aplaudir para reventarnos la piel, calculamos la tensión máxima que podrá soportar nuestra epidermis en función de su módulo elástico (E) y la deformación máxima (e), para luego convertir esa tensión en fuerza, estimando el área de las zonas de impacto de la mano en unos 81 cm2 (obtenido midiendo las nuestras propias). 
Es decir, Tensión= E x e = MPa, que en unidades de fuerza son 730.701 N.
Por tanto, para romper la piel de nuestras manos aplaudiendo tendríamos que golpearlas con  74.485 kg de fuerza.
Esto es el equivalente de poner una mano en el suelo y colocar encima el sobrepeso debido a un fallo de diseño del submarino recientemente fabricado por la empresa Navantia, encargado por la Armada española, y ponerla sobre nuestra mano o, análogamente, 12 elefantes africanos macho adultos.
Así que no te preocupes, Ángel Hernández, podemos dejarnos la piel aplaudiendo sin riesgo de provocar un baño de sangre.