Hijos de los higos

Qué bien, vamos a hablar sobre higos… Pffff…

¿Y si te dijera que, en cierta manera, la higuera podría considerarse un árbol carnívoro?

Te escucho.

Ante nada, más que frutas, los higos son flores invertidas. ¿Por qué invertidas? Porque el capullo nunca llega a florecer de la manera en que otras plantas lo hacen, y la flor sigue creciendo en su interior.

Esto parece no tener ningún sentido a primera vista, teniendo en cuenta que las higueras se reproducen con el polen que depositan en sus flores los insectos desde otro árboles.

Entonces, ¿De qué le sirve a este árbol que sus flores sean inaccesibles?
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Clever Hans

Desde 1891 hasta 1904, William Von Osten fascinó a todos los pueblos alemanes por los que pasaba de gira con las habilidades matemáticas de su caballo, el célebre Clever Hans.
Clever Hans exponiendo su teoría de la relatividad 
general varias décadas antes de que Einstein naciera.
 Fue tratado de loco. Fuente: wikimedia.
Cuando, por ejemplo, Osten le preguntaba a su caballo ante todo el público el resultado de sumar 3 más 2, Clever Hans golpeaba 5 veces el suelo con su pezuña delantera. También podía usar esta habilidad para señalar la hora y asignar los nombres de 13 personas escritas en un panel a sus respectivos dueños.
Decenas de científicos acudían para comprobar cómo el caballo resolvía cálculos matemáticos simples sin fallar y, al no encontrar una explicación plausible, asumían atónitos que de alguna manera el animal era capaz de entender los números y operar con ellos.
El secreto de este truco se encontraba en la llamada reacción ideomotora, lo mismo que ocurre cuando un grupo de gente juega a la Ouija o en algunos tipos de sugestión hipnótica.

Cuando le preguntaban por un resultado numérico a Clever Hans, su entrenador hacía un cambio casi imperceptible en su propia posición, y el caballo, al verle, lo interpretaba como la señal para empezar a dar coces contra el suelo. Cuando Osten, al ver que ya había dado el resultado correcto, quería que Clever Hans parara de contar, simplemente hacía otro movimiento, casi imperceptible para el público, que el caballo veía como signo de detenerse.
El error de los científicos de aquella época consistía en que intentaban encontrar alguna prueba de la inteligencia de Clever Hans en el propio caballo cuando, en realidad, era su entrenador el que estaba chivándole las respuestas aprovechando que los ojeadores tenían su atención puesta en el caballo. 
No fue hasta 1904 que Oskar Pfungst descubrió el truco, trece años después de que William Von Osten empezara a lucrarse con su particular negocio. Se fijó en que, cuando nadie del público conocía la respuesta del problema que se planteaba, el caballo fallaba la respuesta. A partir de ese punto, se fijó en la gente del público que quedaba en el ángulo de visión del caballo durante los espectáculos hasta que, por eliminación, destapó el misterio.

Especial Física (I)

Después de los especiales sobre química I y II, toca cambiar de campo. Los más tiquismiquis (los fisicos) argumentarán que desde el principio he titulado mal las entradas, porque la química no es más que física a nivel subatómico, pero me da igual porque su disciplina es matemáticas aplicadas.
Así que, LETS GO.
En primer lugar, ¿qué pasa cuando dejamos caer un muelle completamente estirado desde una altura cualquiera? El siguiente gif nos lo muestra, pasándolo a cámara lenta para verlo mejor.
Fuente: 1veritasium.
A efectos prácticos, podríamos decir que esto es magia y olvidarnos del tema.
Pero estamos aquí para explicar las cosas, y eso es una putada.

Todo muelle tiene una constante elástica, que no es más que la “fuerza” con la que es capaz de contraerse una vez estirado. Para hacernos una idea de esta constante, si sujetamos el muelle en el aire, éste se alargará más o menos por su propio peso, dependiendo de la capacidad que tenga de recuperar su forma inicial. Un muelle muy fuerte, como el de la suspensión de un coche, ni siquiera se alargará por su propio peso.
En el caso del gif, en el que usan uno de esos juguetes que bajaban por la escalera, el muelle se alarga hasta una posición de equilibrio, y es ahí donde empieza el percal.

Muelle sujeto por un sistema de hilos, porque dibujar 
una mano en una posición compleja con el Paint es exasperante.

En el estado 1, la vida es perfecta. Estamos aguantando el muelle y el peso, transmitido hasta la base, está compensado por la fuerza elástica que tira de la masa hacia arriba.
Pero, al soltar el muelle, en el estado 2, el extremo que teníamos sujeto se vuelve loco porque, de repente, ya no hay una mano que compense la tensión que estaba experimentando. Sin manera de contrarrestar esta fuerza hacia abajo, el extremo superior del muelle empieza a caer.
A la base del muelle todo esto se la trae floja (estado 3). Sigue notando una tensión que le tira de arriba, igual al peso que la intenta arrastrar hacia abajo, así que ni se inmuta. 
Cuando, al fin, en el estado 4, el extremo que está comprimiéndose alcanza la base, todo el tinglado se viene abajo. Pero no cae a causa del impacto o por la velocidad que ha alcanzado la sección contraída, si no porque, una vez comprimido, el muelle ya no es capaz de ejercer fuerza. Como no hay ninguna tensión vertical hacia arriba que compense el peso, la gravedad toma el control de todo el sistema y lo arrastra hacia abajo.
OTRO.
En el siguiente gif podemos ver una bala desmenuzándose contra un muro de hormigón, casi comportándose como un líquido más que como un sólido. La imagen está grabada a 1.000.000 de fotogramas por segundo.

Crédito: Werner Mehl. www.kurzzeit.com

Lo primero en lo que deberíamos fijarnos es cómo la bala va rotando sobre su eje a medida que se acerca al muro. Los cañones de las armas de fuego tienen unos pequeños surcos en su interior que fuerzan la rotación de la bala, porque eso le da mucha más estabilidad a la trayectoria.

Pero eso ya lo sabías gracias a las películas de 
James Bond, ¿O no? Sí, representa la perspectiva desde
el interior de un cañón.

Y, luego, lo obvio, que una bala a altas velocidades se comporta como un trozo de mantequilla al chocar contra algo más duro que ella.
Tampoco es algo muy difícil, teniendo en cuenta lo blando que es el material del que están hechas, el plomo, en comparación con otros metales. 
Los materiales duros, al impactar contra alguna cosa o romperse, tienden a resquebrajarse por las zonas más débiles y separarse en trozos mayores que salen o no volando, dependiendo de la fuerza aplicada, y ahí termina la historia. 
Un material tan blando como el plomo se comporta más como plastelina: en vez de fragmentarse, se deforma indefinidamente hasta que queda irreconocible.
El curioso que, pese a que la bala se “pela” hacia afuera a medida que choca contra la pared de hormigón, la parte trasera impacta sin apenas deformarse. Esto pasa por tres cosas:
1- La deformación del resto de la bala ha absorbido parte de la energía del impacto, por lo que no pega tan fuerte.
2- Mientras que la punta impacta directamente contra el muro, la parte trasera golpea los restos que aún no se han apartado de la trayectoria, más blandos, de la bala que sigue desintegrándose.

3- La superficie de contacto de la parte posterior es mayor, con lo que la fuerza del impacto se distribuye.

Y, nada, ya vamos por el último.

Haciendo pasar corriente eléctrica altera a través de una bobina de cobre, podemos generar un campo magnético. Y es entonces cuando podemos meter algún trozo de metal para ver cosas interesantes, como esta.

El efecto producido por la bobina es similar al de los imanes: el campo magnético generado alinea y retiene los átomos del metal en una dirección, más o menos siguiendo el patrón que muestra esta figura.

Fuente: hamradioschool.com
Al colocar en medio el cilindro metálico, el campo magnético actúa como una especie de flujo ascendente que empuja todas las partículas del objeto hacia arriba, contrarrestando el efecto de la gravedad, que tira hacia abajo.
Ya, pero si para levitar tengo que prenderme fuego, creo que paso.

Un objeto no tiene por qué calentarse al meterlo en un campo magnético. De hecho, la Tierra está generando un campo magnético a tu alrededor y tu pelo no está en llamas. También es verdad que el campo magnético terrestre es relativamente débil.
De todas maneras, lo que ocurre aquí es que los campos magnéticos, además de tener la capacidad de  calentar cosas, también pueden generar electricidad en el interior del objeto que está sometido a ellos
Los electrones de los átomos que componen el material empezarán a moverse, intentando seguir la dirección del campo magnético. Como vimos en la entrada sobre rayos, “electrones moviéndose” es un sinónimo de “corriente eléctrica”, y las corrientes eléctricas tienden a generar mucho calor a medida que pierden energía al moverse a través de un material que no sea muy buen conductor de la electricidad. 
Sometido a un campo magnético suficientemente potente, como el del gif, los electrones del metal se mueven de manera suficientemente caótica y rápida como para generar una fuerte corriente eléctrica, que a su vez calienta muchísimo el material. Además, el material caliente es aún peor conductor de la electricidad, por lo que se genera incluso una mayor cantidad de calor hasta que al señor al cargo del experimento le da por apagar el aparato y, sin nada que lo sostenga en el aire, el cilindro cae y se chafa contra la mesa, enfriándose rápidamente en forma de diarrea metálica.
Y esto es todo por hoy.
Por cierto, después de que algunos visitantes regulares de la página me comentaran que no podían dejar comentarios en las entradas sin hacerse una cuenta de Blogger, he trasteado con la configuración y ahora todo el mundo puede comentar anónimamente. Así que, venga, todo el mundo a decir barbaridades desde la sombras.

La señal “Wow!”

El 15 de agosto de 1977, el corazón de Jerry R. Ehman dio un vuelco al recibir este aterrador mensaje:

Ehman trabajaba para el proyecto SETI, una red de antenas dedicada a rastrear el cielo en busca de posibles señales de radio emitidas por alguna civilización extraterrestre. Ese día en concreto, estaba trabajando con el radiotelescopio “Big Ear” cuando de la impresora salió la siguiente tira de papel.

Incapaz de contener la emoción, Jerry cogió su boli rojo, rodeó con pasión aquellas letras y escribió “Wow!” junto a ellas, bautizando el momento sin querer.

Ya, todo esto está muy bien, pero ¿Y qué pasa con 6EQUJ5? 

Ante nada, hay que tener en cuenta que 6EQUJ5 no significa literalmente 6EQUJ5.
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Acinetopsia

Cuando alguien sufre acinetopsia, o ceguera motriz, su cerebro pierde la capacidad de procesar el movimiento.

¿Pero qué me estás contando?
Sí, sí.

El primer caso de acinetopsia fue registrado en 1911. Una mujer de 58 años que había sufrido daños en el cerebro posterior describía que de repente percibía el movimiento “como si un cuerpo permaneciera estacionario, pero cambiara constantemente de posición”. Sin registros anteriores y, siendo principios de siglo, los médicos no sabían dónde meterse.
En 1918 aparece el segundo caso. Un hombre de 24 años que había sobrevivido a un disparo en la  cabeza contaba que era capaz de detectar las posiciones de un objeto, pero no el recorrido que éste hacía al desplazarse entre ellas. Una vez más, poco podía hacerse para remediarlo.
Casi todo lo que se sabe sobre la acinetopsia se lo debemos a una mujer de 43 años que empezó a sufrir sus consecuencias en 1978. Presentando síntomas similares a los casos anteriores, ella consiguió aprender a vivir con ello utilizando el sentido del oído para deducir el movimiento. Para cruzar la calle, por ejemplo, podía estimar de oído a qué distancia se encontraba un coche que para ella avanzaba a trompicones. De todos modos, pese a las innumerables pruebas a las que la sometieron, nadie logró encontrar una cura.
¡Calla y dime por qué pasa esto!

Lo que nosotros interpretamos como imágenes no es más que un montón de rayos de luz impactando contra nuestras retinas, a los que nuestro cerebro luego da sentido. Para no perderse lo que está pasando en ningún momento, la retina está constantemente en movimiento para “escanear” el poco mundo que se extiende ante nuestras narices.

Al contrario que los pájaros, que pueden observar todo su entorno sin mover los ojos, nuestros globos oculares no paran de moverse de un lado a otro al mirar una escena, mientras nuestro cerebro va construyendo una imagen tridimensional de nuestro entorno a medida que recibe la información de diferentes puntos*. Estos rápidos espasmos de la retina se llaman movimientos sacádicos.

Por ejemplo, este suele ser el recorrido de nuestros ojos al fijarnos en una cara (puede variar según gustos y filias personales):

Fuente: wikipedia.com

Antes de que empecéis a desconfiar, sí que existe una máquina capaz de seguir el movimiento de tus ojos. Y, no, no es tan invasiva como podría parecer.

Cada movimento sacádico suele durar entre 20 y 200 milisegundos. Cada vez que nuestros ojos se detienen entre dos movimientos, escanean la imagen y la asimilan como si fuera el fotograma de una película, que luego es procesada por el cerebro.

En realidad, nuestro sentido de la vista funciona como una cámara de vídeo, tomando varias “fotos” cada segundo que, al ser proyectadas con la velocidad suficiente, generan la ilusión de producir un movimiento fluido.

¡Pero yo pensaba que la visión era algo continuo!
Pues no, porque:
1. El tiempo es continuo, así que siempre hay una unidad de tiempo más pequeña que la que eres capaz de medir. Nunca podríamos conseguir un movimiento completamente continuo, porque para eso necesitaríamos ser capaces de asimilar infinitas imágenes cada segundo.
2. Aún pudiendo procesar mil millones de imágenes cada segundo (lo que es una fracción nula del infinito), nuestro cerebro se colapasaría ante tal cantidad de información. 

A lo mejor sería capaz de manejar estas cifras consiguiendo “espacio libre”, parando la respiración,  interrumpiendo la digestión, deteniendo el corazón, o todo al mismo tiempo, pero no creo que sea una buena idea desde el punto de vista evolutivo.

“No puedo oiros, estoy ocupado viendo 
el mundo con muchísima fluidez”
Nuestro cerebro ha desarrollado una alternativa que funciona perfectamente y que requiere tan poco esfuerzo mental que lo hace de manera involuntaria: con toda la historia de los movimientos sacádicos, es capaz de tomar una instantánea cada pocos milisegundos, para luego deducir el espacio carente de información que queda entre los dos “fotogramas”. Este genio nos permite ilustrar el ejemplo.
El cerebro de la gente que padece acinetopsia ha perdido esa habilidad para unir las dos imágenes de manera fluida, de manera que lo único que ve son imágenes sueltas sin conexión. Algo al estilo de este vídeo, aunque dudo que alguien con acinetopsia se arriesgara a moverse tan rápido.
*Una consecuencia curiosa de este fenómeno es que cada día pasamos ciegos, de media, 40 minutos. Este periodo de ceguera acumulado corresponde a la suma de la duración de todos los movimientos sacádicos, periodos durante los que el cerebro no está recibiendo en realidad ninguna información.

¿De qué color es un espejo?

Todos nos hemos preguntado alguna vez de qué color es un espejo. Tiene pinta de ser plateado, ¿no? Pero algo nos dice que ahí no acaba la historia. ¿Podríamos ver el color real con la luz apagada? No, las cosas no funcionan así.

Ante nada, vamos a aclarar una cosa: un espejo perfecto no tendría color, ya que reflejaría toda la luz incide sobre él, por lo que su color sería simplemente el del objeto reflejado.

Pero no vivimos en el mundo de las cosas perfectas, como nos intentan hacer creer los problemas de física del instituto. Ni siquiera el mejor espejo que podamos fabricar reflejará el 100% que incide sobre él y siempre habrá una pequeña cantidad que será absorbida por el material reflectante. Es una fracción tan pequeña que a efectos prácticos ni se nota, aunque puede manifestarse en algunas condiciones.

Empecemos por lo más básico: ¿Qué es color?

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¿Qué es el agua pesada?

¿Qué líquido es exactamente igual que el agua, pero pesa un 11% más y probablemente te matará si bebes suficiente? (pista: no es ningún veneno transparente rebuscado)

Empecemos por lo básico.

La fórmula química del agua es H2O  lo que significa que una molécula está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, formando más o menos una estructura de este estilo.

Hasta ahí bien.

Pero, a nivel atómico, no todo es tan sencillo. Cada átomo está compuesto de tres tipos de partículas: protones, neutrones y electrones. El número de ellos y la proporción de cada uno respecto a los demás, es lo que determina cómo será un elemento químico.

Los protones tienen carga positiva y los electrones negativa, mientras que los neutrones no tienen carga, o es neutra (propuesta para llamarles suizones denegada), tanto da.

Para que un átomo esté en equilibrio, tiene que tener el mismo número de cargas positivas que negativas, es decir, la misma cantidad de protones que de electrones. Lo único que diferencia un elemento de otro, de hecho, es el número de protones que contiene su núcleo.

A primera vista puede parecer que los neutrones carecen de utilidad. Tal vez no deberían existir. Tal vez deberíamos juntarlos todos y prenderles fuego, pero tampoco daría tiempo porque un neutrón aislado apenas dura 15 minutos antes de descomponerse en otras partículas más pequeñas. Pero, bueno, esto no viene el caso.

El agua, con todos sus componentes primarios y siguiendo el esquema de antes, quedaría así (me niego a hacer más círculos con el Paint, así que usaré gatos).

Además de ser necesarios para mantener los núcleos atómicos estables, los neutrones son la causa por la que se forman isótopos de todos los elementos.

Como ya hemos dicho, un elemento químico se caracteriza por el número de protones contiene en el núcleo, eso es inmutable. Pero sí podemos añadir o quitar neutrones de un átomo y seguirá siendo el mismo elemento, aunque sus propiedades cambiarán ligeramente. Es entonces cuando hablamos de isótopos.

Todos hemos oído hablar, por ejemplo, del carbono-14. El carbono tiene 6 protones, y esto es, ha sido y será así para cualquier átomo de carbono en cualquier parte del universo. El “14” que le sigue no es más que el número de partículas que contiene su núcleo (6 protones y 8 neutrones). De la misma manera, existen el carbono 12 y el 13, con seis y siete neutrones. En este caso, decimos que el carbono tiene 3 isótopos estables (porque en realidad existen desde el carbono-8 hasta el carbono-22, pero ninguno de ellos dura demasiado antes de desintegrarse).

Volviendo al agua, los átomos del hidrógeno de los que está constituida son los más simples y abundantes en el universo y se componen de un protón y un electrón. A esta configuración se le llama también protio.

Pero, pese a que esta configuración sea la más común (el 99,98% de la masa total de hidrógeno corresponde a protio), el hidrógeno tiene dos isótopos más: el deuterio y el tritio.

El deuterio tiene en su núcleo un protón y un neutrón, mientras que el tritio tiene un protón y dos neutrones. El tritio nos va a dar bastante igual, ya que es radiactivo y se usa sólo en la industria del armamento nuclear.

Volviendo al deuterio.

Pese a tener una partícula compañera en su núcleo, sus propiedades no varían mucho respecto al hidrógeno normal. La diferencia más notable es que pesa el doble que el hidrógeno corriente, ya que el centro ya no está ocupado por una sola partícula, sino por dos.

El deuterio no tiene ningún problema en enlazarse con oxígeno para formar moléculas de D2O  igual que el hidrógeno común forma H2O  El D2tiene el mismo aspecto que el agua corriente, pero una masa un 11% mayor que ésta. De ahí que nos refiramos a ello como agua pesada.

Un efecto curioso que produce este hecho, es que el hielo de agua pesada se hunde en agua normal en estado líquido, como aparece en este vídeo a partir del minuto 6:02.

El color anaranjado (o rosáceo, o lo que cada uno vea) del hielo se debe a que han mezclado una pequeña cantidad de tinte con el agua pesada para poder distinguir bien el experimento.

Luego, ocurre algo curioso: a medida que se funde, el hielo de agua pesada empieza a flotar. El señor del pelo afro canoso dice que esto es porque el hielo pesado se funde a una temperatura ligeramente menor que el agua corriente, así que ésta se vuelve a congelar sobre la superficie del hielo, bajando su densidad total. Pero hay algo que no menciona (y varios comentarios de Youtube parecen concordar conmigo): también contribuye a este fenómeno el hecho de que, al fundirse el hielo, el agua pesada se mezcla con el agua corriente y aumenta la densidad de la mezcla.

Pero bueno, sigamos con el tema que nos concierne a todos.

No se sabe mucho sobre los efectos nocivos sobre la salud del agua pesada.

Teniendo en cuenta que, de manera natural, uno de cada 7.000 átomos de hidrógeno es deuterio, y que el cuerpo humano cuenta con un 75% de agua, lo más probable es que ya tengas de 6 a 8 gramos de agua pesada corriendo por tus venas.

En esas cantidades no debe ser peligroso, porque entonces estaríamos todos muertos.

Lo que sí sabemos es que los enlaces que se forman entre el deuterio y el oxígeno en el D2O son un poco más fuertes que los del H2O.

También sabemos que muchos procesos químicos que nos mantienen vivos requieren de la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno. Al necesitar más energía para romper las moléculas de D2O, estos procesos podrían ralentizarse o detenerse por completo, matándonos de alguna manera.

Oye, pero no me ha quedado una cosa clara del todo… Si el deuterio pesa el doble que el hidrógeno, ¿Cómo es que el agua pesada sólo pesa un 11% más que el agua normal? ¿No debería pesar también el doble?

El hidrógeno es sólo uno de los componentes del agua. Una molécula de H2O consiste en dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, mucho más pesado. Como protones y neutrones tienen masas muy parecidas, y los electrones pesan tan poco que se pueden despreciar, tomemos la masa de una partícula como 1.

El oxígeno tiene en su núcleo 8 protones y 8 neutrones, lo que le da una masa de 16 que, sumada a la masa de los dos átomos de hidrógeno, nos da una masa total de 18 para la molécula de agua.

En el caso del deuterio, el número total de partículas en la molécula ascendería a 20 al haber dos neutrones nuevos en el sistema. Podemos compararlo (más o menos) aquí.

Por tanto el agua pesada (con 20 partículas) será un 11.11% más masiva que el agua corriente (con 18 partículas). Locos del 11:11, manifestaos.

Y ahora, un breve mensaje publicitario.

Ciencia de Sofá tiene un libro nuevo, “Las 4 fuerzas que rigen el universo“, donde hablo sobre cómo las cuatro fuerzas fundamentales dan forma a nuestro universo, su descubrimiento y su efecto sobre nuestras vidas. Por otro lado, el libro “viejo” (“El universo en una taza de café“) va por la tercera edición y ahora vuelvo a ofrecer suscripciones a la revista de National Geographic así que, si os interesa alguna de estas propuestas, podéis acceder a una entrada donde las explico con más detalle haciendo click sobre la siguiente imagen 🙂

Especial Química (II)

Tras el éxito absolutamente abrumador del especial de química (I), vamos con otras tres reacciones químicas que van a dejaros patidifusos.

En primer lugar, veremos una pastilla efervescente al reaccionar con agua…

¡Vaya! ¡SIENTO LA ADRENALINA CORRER POR MIS VENAS! ¡Joder! ¿Para esto me molesto en entrar en tu puñetero blog?

… con agua en condiciones de gravedad cero (de microgravedad, en realidad, pero visualmente puede considerarse lo mismo en este caso). 


A los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS, por las siglas en inglés) les pagan por hacer el chorra donde ningún ser humano ha hecho el chorra antes. En este caso, mientras orbitaban alrededor de la Tierra, se les ocurrió suspender en el aire una gota de agua de 5 centímetros de diámetro e introducir en ella una pastilla de Alka-Seltzer, un medicamento antiácido efervescente.



Recordemos que un fluido, dejado a su voluntad en condiciones de gravedad cero, tiende a formar esferas en el aire debido al efecto de la tensión superficial, así que nuestros cerebros acostumbrados a ver masas de agua contenidas en recipientes ni siquiera pueden anticipar lo que va a pasar a continuación.


La burbuja de agua succiona la pastilla de la mano del astronauta. Esto se debe a que la reacción empieza de manera inmediata, se libera gas en el interior de la esfera y la presión del fluido que compone la gota de agua baja drásticamente al ser desplazada por todo el gas.

Después de ser introducida por completo en la gota, el gas que emite la pastilla tiende a desplazarse hacia la superficie más cercana, donde las burbujas empiezan a acumularse. Las burbujas más pequeñas se fusionan para formar otras más grandes y, de tanto en tanto, alguna explota, deformando momentáneamente todo el sistema. Cuando la pastilla se ha disuelto, la estructura que se obtiene es siempre, más o menos, la misma: dos grandes burbujas de aire estables que mantienen deformada la gota de agua y que no explotan a menos que alguien las reviente.

Sólo por este vídeo han merecido la pena los 100 mil millones de dólares invertidos* en la ISS.

SIGUIENTE.

La polimerización explosiva de la nitroanilina. 


Como enseñan en el vídeo completo, esta es la reacción que se produce al calentar una mezcla de nitroanilina y ácido sulfúrico.

La nitroalinina es un compuesto de fórmula química C6H6N2O2 y usos variados: desde tintes y aditivos para carburantes a inhibidores de la corrosión y medicinas. Es tóxico, aunque sólo un poco: un ser humano estándar necesitaría,  administrada por vía oral, una dosis de 750 miligramos por cada kilo de masa corporal para tener un 50% de posibilidades de morir por su culpa. En total se necesitarían 60 gramos de polvo amarillento, por lo que más os vale buscaros una víctima a la que le guste muchísimo el curry.

La polimerización es el proceso mediante el cual las moléculas de un compuesto (normalmente líquido) se unen para formar largas cadenas enmarañadas y dar lugar a uno nuevo (normalmente sólido). Así se forman, por ejemplo, todos los plásticos de los que estás rodeado.

Volviendo a la animación y a la nitroalinina, echemos un vistazo a la composición del producto químico: C6H6N2O2. Esto significa que una molécula del material se compone de 6 átomos de carbono, otros 6 de hidrógeno, y 2 de nitrógeno y oxígeno, respectivamente. Esto es: un elemento sólido (carbono) , ligado a tres elementos en estado gaseoso, siempre y cuando se encuentren en condiciones de presión y temperatura normales, como las del vídeo.

Al reaccionar con el ácido sulfúrico, las moléculas de gas se separan del carbono y se recombinan con  el ácido y el aire para formar un humo espeso que se disipa en seguida. El carbono solitario que ha quedado atrás se deposita y es el principal componente de la columna negra y esponjosa al tacto que se forma durante la reacción. 


Y, ahora, vamos a ver lo que pasa al mezclar bromo y aluminio.



Esta reacción no tiene mucho secreto, solo es bastante espectacular.

Lo único que hay que explicar es que se libera una gran cantidad de calor mientras el bromo y el aluminio se combinan. Es una reacción exotérmica, lo que significa que produce calor o luz durante el proceso, o ambas en este caso. El efecto contrario sería una reacción endotérmica, que absorbe calor al producirse, pero eso suele ser bastante menos emocionante.

*Si entráis en el link, veréis que en el artículo aparece “100 billion”. Los americanos usan la palabra “billion” para referirse a nuestros “miles de millones”. Cada dos por tres aparecen errores en publicaciones supuestamente serias hablando de billones de dólares. Si no lo sabíais, y los números de algún artículo no os cuadran, tenedlo en cuenta al esparcir la historia.

El problema del cumpleaños

Imagina que estás con 9 amigos. No hay gemelos, ni siameses, ni es año bisiesto, para no complicar más las cosas.

¿Qué probabilidad hay de que dos de vosotros cumpláis años el mismo día?
Hay 365 días en un año, así que parece seguro asumir que es bastante complicado que dos personas cumplan años el mismo día, a menos que nos encontremos en un grupo muy numeroso de personas.
La estadística nos dice otra cosa. 

Basta un grupo de 23 personas para que la probabilidad de que dos de ellas hayan nacido el mismo día del año sea del 50%, y se llega al 99% con sólo 57 personas.
Lo podemos probar contigo y tu grupo de amigos, que sólo sois 10 y se calcula rápido. Este problema tiene dos posibles opciones: dos personas cumplen años el mismo día o no lo hacen.

Lo que calcularemos será la probabilidad de que dos personas NO cumplan años el mismo día, que es mucho más simple. Como la probabilidad de que dos personas hayan nacido el mismo día y la probabilidad de que no, sumadas, tienen que cubrir todos los escenarios (el 100%), podremos calcular la probabilidad contraria con una simple resta.

Digamos que tú has nacido el 3 de junio, que es sólo uno de los 365 días del año. La probabilidad de que uno de tus compañeros no haya nacido el 3 de junio es de 364/365. Es decir, puede haber nacido en cualquiera de los otros 364 días de los 365 posibles, mientras no sea el 3 de junio.
Para que un tercer compañero tampoco cumpla años el mismo día que tú o que tu primer amigo, tiene que haber nacido en una fecha que no sea la de ninguno de vosotros. Por tanto, puede haber nacido en cualquiera del resto de los 363 días de los 365 que tiene el año. 
Aplicando esta lógica a las diez personas, podemos calcular la probabilidad de que dos personas no hayan nacido el mismo día como:
Probabilidad de no compartir fecha de cumpleaños = (365/365)*(364/365)*(363/365)*(362/365)*(361/365)*(360/365)*(359/365)*(358/365)*(357/365)*(356/365)*100 = 88,30%
Por tanto, de un posible total del 100%, la probabilidad de que dos personas. de un grupo de 10, cumplan años el mismo día es del 11,70%.

A partir de un grupo de 57, la probabilidad supera el 99% y sólo añade decimales hasta llegar a 366, cuando la probabilidad de que dos de ellas hayan nacido el mismo día llega al 100%, porque ya hay una persona más que días disponibles y por fuerza tiene que repetir alguien.

En el siguiente gráfico aparecen representadas las probabilidades para hasta 100 personas. 

Crédito: wikipedia.com
Y en la siguiente tabla, la misma información de manera más palpable: n representa número de integrantes en el grupo y p(n) es la probabilidad de que dos cumplan años el mismo día.

Para quien no esté familiarizado con términos como 1.45×10−155, este número es lo mismo que 1.45 multiplicado por 0,0000… (155 ceros en total) …0001. 

¿Cómo se forman los rayos?

Todos hemos sido testigos de alguna descarga eléctrica de millones de voltios azotando la tierra. Algunos incluso hemos sido lo suficientemente afortunados para verlas prender fuego a cosas. Pero, si ya cuesta un rato cargar una interna manual que funciona con una cantidad ridícula de electricidad, ¿De dónde sale toda esa corriente que cae del cielo?
La ciencia que estudia los rayos se llama fulminología, que a nuestro parecer ostenta el récord al mejor nombre para una disciplina científica.
Para entender por qué se producen los rayos, veamos primero cómo funciona una corriente de agua.
¿Pero qué esta basura? ¿Me estás tomando el pelo?

No, aún no. La electricidad se comporta de manera parecida a un sistema fluvial. 

Por un lado, tenemos una reserva de agua que, por el mero hecho de estar por encima del nivel del mar, acumula un tipo de energía llamada energía potencial. Todo lo que se encuentra a cierta altura tiene energía potencial, ya sea una masa de agua o una persona en la terraza de un segundo piso, pero ésta no se manifestará hasta que se abra una vía de escape por donde disiparla: saltando por el balcón, en el caso de la terraza, o abriendo un agujero por dónde pueda salir el agua, en el caso de un lago. Será entonces cuando el sistema evolucione hasta alcanzar un estado de equilibrio.
“Estoy muy contento de haber 
quedado en equilibrio con la acera”
De la misma manera, para que fluya electricidad por un sistema necesitamos un bloque de un material que tenga muchísimos electrones y otro al que le falten. Los electrones tienden siempre a colocarse en el estado en el que menos energía ocupen, es decir, allá donde haya un hueco vacío donde meterse. Si tenemos dos materiales, uno al que le sobran electrones y otro al que le faltan, se dice entonces que, entre los dos materiales, hay cierto potencial eléctrico.
Pero, igual que la energía potencial no puede manifestarse hasta que le abrimos una vía de escape, este potencial eléctrico no tendrá ningún efecto hasta que unamos los dos bloques con un material por el que los electrones sean capaces de desplazarse con más o menos facilidad. Una vez unidos, éstos sacarán su lado humano y automáticamente huirán del bloque donde están todos aglomerados, buscando espacio libre para escapar de la multitud.
Los electrones son como nosotros en este aspecto y, cuando todo el mundo está cómodo en su sitio, nadie quiere volver a moverse. O sea, que lo que conocemos como corriente eléctrica no son más que carreras de electrones a través de un material conductor y, cuando los electrones dejan de pasar por el cable, se nos acaba el chollo.
En el siguiente dibujo, vemos lo que pasa en realidad cuando se nos acababan las pilas de la Game Boy: realmente no se “acaba” nada, sólo que las pilas han llegado al equilibrio.

¿Entonces qué tenía que ver todo esto con el ejemplo del puñetero río`?
Al hablar de electricidad, es inevitable que todos hayamos escuchado los términos voltaje, intensidad o resistencia. Si os pasa como a nosotros, los encontraréis conceptos difíciles de visualizar porque no tenemos ninguna referencia física para imaginarlos.
El siguiente ejemplo, ayuda bastante.
Al fin y al cabo, una corriente eléctrica y una de agua tienen el mismo fundamento: son un montón de partículas fluyendo por un tubo. En realidad, en el caso del agua son moléculas y en el de la electricidad, electrones, pero ambas siguen siendo puntos microscópicos en movimiento que no podemos ver a simple vista. 
Explicamos cada parte del dibujo.
1. Un flujo de agua circula por un tubo. Está claro que, cuanto más ancho sea el tubo, más agua podrá pasar al mismo tiempo. De la misma manera, la intensidad es la magnitud eléctrica que determina la cantidad de electrones que están pasando por la sección de un cable o, lo que es lo mismo, el equivalente al caudal de un río.
2. Luego está la llamada altura de columna, que viene a expresar la fuerza con la que el chorro de agua está siendo a empujado. Suponiendo un tubo situado en la base de un depósito, hay que tener en cuenta que toda la masa de agua que esté por encima del tubo estará presionando hacia abajo por efecto de la gravedad. Cuanto más alto sea el depósito, más masa habrá por encima de la salida empujando hacia abajo, por lo que el chorro de agua saldrá a más velocidad. Esto, cambiando moléculas de agua por electrones, sería el equivalente al voltaje.
3. La resistencia no es una propiedad propia de la corriente eléctrica, si no del material por el que está circulando. Básicamente, define la facilidad con la que pueden desplazarse los electrones por su interior. El cobre, por ejemplo, es muy buen conductor de la electricidad, por lo que ofrece poca resistencia al paso de corriente eléctrica. En términos hidráulicos, esto equivaldría a la rugosidad del tubo por el que pasa el agua: a más rugosidad, más energía perderá el flujo de agua al chocar contra las imperfecciones que cubren las superficie interior del tubo y más le costará desplazarse.
TOTAL.
Ahora que ya tenemos las bases necesarias, volvamos a los rayos. 
Cuando muchas nubes se acumulan en una zona, las partículas de agua que las componen, en conjunto, tienden a adoptar una carga negativa. No se sabe con certeza a qué se debe esto, unos dicen que por la polarización de pequeños cristales de hielo por efecto del campo magnético terrestre, otros argumentan que tiene que ver con la formación de aguanieve de densidades dispares en las diferentes capas de la nube. Para el caso que nos ocupa, a nosotros nos va a dar completamente igual.
La cuestión es que las nubes empiezan a cargarse negativamente (pierden electrones). Por suerte o por desgracia, el suelo tiene carga positiva. No estamos seguros de por qué, y no hemos conseguido encontrar una explicación por internet, pero probablemente tiene que ver con que el suelo está lleno de metales, a los que suelen sobrarles electrones por todos lados.
Llegados a este punto, lo único que separa a los electrones de su felicidad es todo el aire que hay entre  las nubes y el suelo
Pero el aire es un pésimo conductor de la electricidad… ¿No?
Que una cosa sea mala conductora de la electricidad no quiere decir que no conduzca la electricidad en absoluto. Sólo significa que una corriente que pretenda atravesarla tendrá que tener una tensión y una intensidad tremendas para compensar toda la energía que perderá durante el camino.
O sea que, hasta que la nube está muy cargada negativamente (le faltan muchísimos electrones), los electrones del suelo no acumulan la rabia suficiente para correr a rellenar todo ese montón de huecos en los que alojarse, formando lo que llamamos un rayo.  
El flujo eléctrico resultante suele tener un voltaje de 10 a 120 millones de voltios y una intensidad unos 30.000 amperios. En comparación, 10 miliamperios (0.0001 amperios)  pueden ser suficientes para detener un corazón humano. El voltaje no influye tanto a la hora de matar a una persona ya que, al fin y al cabo, esta magnitud tan sólo determina la velocidad con la que la corriente eléctrica se desplaza por el cuerpo. Lo realmente peligroso es la cantidad de electrones que nos atraviesan
Demasiados párrafos sin contenido visual. Procedo a incluir un poco para hacerlo más interesante.
Justo en el momento anterior a que los electrones empiecen a ascender del suelo hacia la nube, el aire se ioniza. Esto quiere decir que las moléculas de gas se separan en iones positivos y electrones, de manera que estos electrones libres ahora pueden moverse como les dé la gana y son capaces de abrir un “camino” desde la nube hasta el suelo. En el principio de este vídeo puede observarse que es un fenómeno más complejo de lo que podría parecer a primera vista.

El primer “tentáculo” en llegar al suelo marca el camino
que seguirá el rayo.

Lo curioso, en este caso, es que el aire empieza a ionizarse en todas direcciones, ramificándose en pequeños destellos que van abriéndose camino por donde les sale de las narices, buscando la carga positiva más cercana. Cuando una de estas ramas alcanza una carga positiva (en este caso, el suelo), conecta la nube con el suelo mediante la autopista eléctrica, y es entonces cuando todos los electrones encuentran vía libre para ascender a sus ansiados huecos libres en el cielo a unos 440.000 m/s.
Y, al fin, hemos entendido cómo funciona, más o menos, un rayo.
¡Eh, sinvergüenza, aquí no has dicho de dónde vienen los truenos que acompañan a los rayos!

Tienes razón. Por suerte, es rápido de explicar.

Como hemos dicho, el aire es muy mal conductor de la electricidad. Eso significa que cualquier corriente eléctrica que intente atravesar una masa de aire va a perder muchísima energía por el camino, y esta energía se disipará en forma de calor.
La potentísima corriente eléctrica de un rayo genera tanto calor a medida que atraviesan el aire, que éste se calienta muchísimo en un espacio muy corto de tiempo. Hablamos de temperaturas que pueden alcanzar los 28.000ºC, casi cinco veces la temperatura de la superficie del sol. Al calentarse, el aire tiende a expandirse por lo que, por la regla de tres, al calentarse a 28.000 grados, se expandirá a velocidades inimaginables. 
Esa expansión repentina del aire es que llega a nuestros oídos y nuestro cerebro interpreta como un sonido atronador
Vale, GRACIAS.

Y, a todo esto, caen como 50 rayos por segundo en la superficie de la tierra. Que cayera uno en el Vaticano el otro día tras la dimisión del Papa, no es más que una curiosidad estadística. Así que BASTA YA.

Divulgación científica para mentes distraídas.

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