Archivo de Ciencia popular

Video de la charla “¿Hay alguien ahí?”, Murcia, 12/09/2014

 

Inevitablemente, hay algún “error del directo” (y de los nervios…). Estos son los que he detectado:

  • 00:05:10: La primera, en la frente. Por supuesto, los tardígrados no son ácaros. Están remotamente emparentados, pero no lo son. No sé de dónde me lo saqué.
  • 00:23:00: Esto, más que un error, es un matiz: el pulpo tiene un cerebro, pero más de las dos terceras partes de sus neuronas están en el sistema nervioso de sus tentáculos.
  • 00:35:30: Hice corto. :-P Más que multiplicar por 400.000, hay que multiplicar por entre 500.000 y 1.000.000.
  • 00:37:25: Obviamente, para la estimación máxima, multiplicadlo por 10, no por 20. ;-)
  • 00:50:30: La extinción súper-masiva del Pérmico-Triásico se cargó al 83% de todos los géneros.
  • 01:00:00: El “Pájaro Carpintero” no era tan alto como la Torre Eiffel. Pero sí más voluminoso, y con más metal. :-P
  • 01:15:15: Lo digo luego, pero para que quede claro: Leonardo vivió hace unos 500 años, no 400 (1452-1519.)

Si encuentras alguno más, dímelo y lo añado. ;-)

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En busca del vacío y la nada

Un viaje por el espacio interplanetario, el espacio interestelar, el espacio intergaláctico y más allá.

Las capas de la atmósfera, con algunos de sus objetos característicos, y la densidad del aire acorde a la altitud.

Las capas de la atmósfera, con algunos de sus objetos característicos, y la densidad del aire acorde a la altitud (en kilogramos por metro cúbico.) Puede observarse cómo la densidad del aire tiende a cero muy rápidamente conforme nos elevamos. Pero sólo “tiende a cero”, no “cae a cero.” Datos: Densidad del aire según los modelos empíricos Atmósfera Estándar Internacional / NRMLSISE-00. Imágenes: Wikimedia Commons / La Pizarra de Yuri. (Clic para ampliar)

“Nada” y “vacío” son dos de esas palabras que solemos utilizar muy a la ligera. Abrimos un cajón, o más probablemente la cartera, decimos “aquí no hay nada” o “esto está vacío” y nos quedamos tan panchos. Supongo que no necesitaré explayarme sobre la enorme cantidad de cosas que hay incluso en una cartera a fin de mes: desde las omnipresentes bacterias hasta el aún más omnipresente polvo, pasando por ácaros, restos microscópicos de casi todo y el mismo aire. Y digo yo: ¿existe la verdadera nada, o el verdadero vacío, en este universo?

Para buscar la respuesta, recurriremos de nuevo a nuestra hipotética nave espacial Abbás ibn Firnás. No por nada, es por llegar antes de morirnos y eso. Por si no leíste esa entrada, te la resumiré diciendo que la Abbás ibn Firnás es una nave de ciencia-ficción que me saqué de la manga porque va muy bien para explicar unos cuantos conceptos relacionados con las distancias cósmicas. Se podría definir como un vehículo alto-sublumínico relativista con aceleración constante. Me la inventé así porque no viola ninguna ley de la Física (en particular, la Relatividad de Einstein) y por tanto nos permite mantenernos dentro de las cosas que son posibles. Naturalmente, que sean posibles no significa que puedan hacerse en el estado actual de la ciencia y la técnica. Por desgracia, la Abbás ibn Firnás ni existe ni puede existir en manos humanas hoy por hoy y durante una larga temporada. Es al menos tan imposible como lo era una nave Voyager o una conexión a Internet para Leonardo da Vinci. Que, dicho sea de paso, vivió hace menos de quinientos años.

Así pues, nos imaginaremos que estamos en el año 2514 y tenemos la Abbás ibn Firnás aparcada en zona azul de la órbita baja. Así que nos vamos a pillar la Soyuz de la línea 3 para ir a por ella (sí, los neo-sármatas siguen haciendo la condenada Soyuz en la Fábrica de Samara.) :-P ¡Allá vamos! Conforme nuestro cohete se eleva al lugar donde el cielo ya no es azul pero a cambio está lleno de estrellas, la presión y la densidad del aire que nos envuelve comienzan a reducirse. Por ejemplo, al superar los diez mil metros, la altitud típica de los reactores de pasajeros (y las aves que vuelan más alto), la densidad cae a la tercera parte y la presión, a la cuarta. (Hay que decir que la presión y la densidad exactas del aire dependen de un montón de factores, entre los que se cuentan la temperatura, la humedad y hasta la radiación solar; para simplificar, usaremos aquí la tabla orientativa de la Atmósfera Estándar Internacional que utilizan organismos como la OACI; y a partir de los 86 km de altitud, el modelo NRMLSISE-00 usado en astronáutica.)

Sigamos. A veinte mil metros, una altitud propia de aviones de combate de altas prestaciones, la presión ya es sólo 1/18 de la que disfrutamos en la superficie y la densidad, 1/14. A partir de ahí, el aire se va volviendo tan tenue que a los aviones (que dependen de los principios de la aerodinámica para mantener la sustentación) les va costando mucho volar. Una variante modificada del interceptor soviético MiG-31, llamada Ye-266M, batió el récord absoluto de altitud para un avión tripulado capaz de despegar y aterrizar por sus propios medios el 31 de agosto de 1977: 37.650 metros, lo que vienen siendo 123.520 pies o el nivel de vuelo 1235 para nosotros los aerotrastornados. ;-) Ahí arriba ya se ven las estrellas en pleno día, la presión atmosférica es apenas 1/260 de la superficial, la densidad no llega a 1/225 y las alas ya no pueden volar (de hecho, parte del camino fue balístico, con una trayectoria inicial casi vertical al triple de la velocidad del sonido… ¡tuvo que molar!) ;-)

El mundo visto desde lo alto de la línea Kármán a bordo de un cohete Soyuz.

El mundo visto desde lo alto de la línea Kármán a bordo de un cohete Soyuz, el 3 de abril de 2014. Parece que estemos ya en “el vacío”, ¿eh? Bueno, pues en ese momento el aire, aunque muy tenue (densidad inferior a 5,6×10−7 kg/m3), aún sería capaz de dañar el cohete y la carga; la cofia aerodinámica que la protege no se separará hasta unos segundos después. Imagen: ESA / Arianespace / Roskosmos. (Clic para ampliar)

Los globos pueden llegar todavía más alto, elevándose igualmente por sus propios medios. El récord para uno tripulado está en 34.688 metros, tres kilómetros menos que el Ye-266M. Pero entre los que no van tripulados, como algunos de los que se usan en meteorología, no son raras altitudes mucho mayores. Un modelo experimental japonés de nombre BU60-1, fabricado en polietileno de 3,6 micras de espesor, batió su propio récord el 23 de mayo de 2002: 53 kilómetros. Ahí la presión atmosférica es tan solo una dosmilésima parte de la que nos encontraríamos en tierra, la densidad del aire es 1/1750 y, a primera vista, nos parecería que estamos ya en el vacío. Pero qué va. Cuando nuestro cohete Soyuz alcanza esas altitudes, poco más de dos minutos después del lanzamiento, va a unos 6.700 km/h y sigue necesitando la cofia aerodinámica; de lo contrario, a semejante velocidad, incluso ese aire tan tenue desestabilizaría el cohete y abrasaría la nave espacial hasta destruirnos.

Tradicionalmente decimos que el punto donde el cielo se convierte en espacio y los aviadores en astronautas es la línea Kármán, a 100 kilómetros de altitud. Cuando llegamos a la línea Kármán la densidad y la presión del aire son ya muy bajas: en torno a una tresmillonésima parte de las que tenemos en superficie. Al margen de los cohetes, sólo algunos vehículos experimentales como el X-15 o el SpaceShipOne estadounidenses la superaron, y por los pelos. Pero para los cohetes, como nuestro Soyuz, eso es tan solo el principio del viaje: vamos todavía con la segunda fase encendida a toda mecha y nos queda un buen tramito hasta la órbita. En ese momento, doscientos segundos después del lanzamiento, ascendemos ya a 8.400 km/h y la cofia va tornándose inútil; se desprende unos veinte o treinta segundos después, al superar los 10.000 km/h y los 120 km de altitud. El aire es ahora tan ligero que ni el rozamiento ni su presión sobre las estructuras de la nave representan ya ningún peligro. Podría decirse que acabamos de abandonar la atmósfera terrestre. ¿O no?

Video con los 7 primeros minutos de vuelo de un cohete Soyuz-STB con una carga de satélites de telecomunicaciones desde Kourou, el 25 de junio de 2013. En él encontramos varios detalles interesantes: observa los datos de altitud (A) y velocidad (V) que aparecen a partir del momento  1:25, porque dan miedo. ;-) La altitud está expresada en kilómetros y la velocidad, en kilómetros por segundo (1 km/s = 3.600 km/h.) También puede verse cómo la cofia aerodinámica se separa a unos 120 km de altitud (4:30 del video, minuto 3:55 del lanzamiento.) Ese es el momento en que el aire es tan tenue que ya no puede desestabilizar al cohete ni dañar la carga, pese a que la velocidad ya supera los 10.000 km/h (2,8 km/s.) Video: Arianespace.

Atmósferas planetarias e interplanetarias.

En realidad, no, no hemos abandonado la atmósfera terrestre. Lo que hemos abandonado es la parte más densa de la sopa de nitrógeno y oxígeno que nos vio nacer. Más o menos, lo que viene siendo la troposfera (donde residimos habitualmente), la estratosfera (adonde a veces llegamos en avión), la mesosfera y un pelín de la termosfera. Pero las atmósferas planetarias siguen considerándose tales mientras haya moléculas fijadas por la gravedad del planeta (o luna) en cuestión; en el caso de la Tierra, eso se extiende hasta el final de la exosfera, a unos 10.000 kilómetros de la superficie.

Nosotros, en este primer tramo, vamos más cerca. Hemos dicho que dejamos la Abbás ibn Firnás aparcada en la zona azul de la órbita baja, y las órbitas bajas de la Tierra se extienden aproximadamente entre 160 y 2.000 km de altitud. La actual Estación Espacial Internacional, por ejemplo, se encuentra a unos 415 kilómetros, en plena termosfera. Por suerte, el gorrilla nos consiguió un buen hueco a poco más de 200. Nueve minutos después del lanzamiento, la tercera y última etapa del cohete inserta nuestra nave Soyuz en órbita a unos 25.000 km/h. Acto seguido, tras unas maniobras de aproximación, nos ensamblamos con la Abbás ibn Firnás. ¡Ya estamos listos para comenzar nuestra búsqueda del vacío y la nada!

Los 500 millones de años luz de universo a nuestro alrededor.

Los 500 millones de años luz de universo a nuestro alrededor (tú y yo estamos en el centro.) Puede observarse cómo las galaxias tienden a agruparse en supercúmulos (“superclusters”, indicados en azul claro) dejando “vacíos” en medio (“voids”, en rojo.) Sin embargo, estos vacíos tampoco están realmente vacíos del todo. Imagen: Powell, R. (atlasoftheuniverse.com) vía Wikimedia Commons. (Clic para ampliar)

Y… ¿dónde buscamos? Bueno, pues si los alrededores de los planetas están llenos de gases, polvos y demás basurillas, lo lógico sería alejarse. ¿Cuánto? Pues… mucho, ¿no? Todo lo que podamos. Así que nos preparamos un buen batido –nada de cubatas, que ahora los de la Dirección Global de Tráfico son muy capaces de mandarte a las colonias penales de Makemake si te pillan pilotando bebido– y nos sentamos a los mandos. Por elegir un rumbo, y ya que andamos detrás de la nada, apuntaremos al Vacío Gigante, que suena… como bastante vacío, ¿no? ;-) Mientras vamos poniendo en marcha la Abbás ibn Firnás, permíteme que te cuente eso de los vacíos gigantescos, porque tiene su aquél.

Las grandes murallas, los grandes filamentos y los grandes vacíos.

En la estructura a gran escala del universo, la materia no está esparcida por ahí sin orden ni concierto. Es por la gravedad, tan débil, pero tan persistente. La gravedad hace que la materia tienda a agruparse dando lugar a –vamos a decirlo así– formas. Las formas más colosales de toda la puñetera realidad.

Una de las más conocidas –y pequeñas, a la escala que estamos hablando– son las galaxias. En ellas, cientos de miles de millones de estrellas, sistemas solares y demás, separadas por notables distancias, alcanzan un cierto equilibrio gravitatorio que las mantiene orbitando en torno a uno o varios centros de masas, dando lugar a las diferentes morfologías galácticas: espirales con o sin barra (como nuestra Vía Láctea, una espiral barrada), elípticas, lenticulares, irregulares, peculiares, etcétera. Algunas pueden adoptar formas verdaderamente extraordinarias, como las Galaxias Antena o las anulares. Los humanos solemos clasificarlas en la Secuencia de Hubble (o fuera de ella) y sus variantes. La mayor parte de galaxias tienen entre unos cientos y algunos millones de años-luz de diámetro. La más pequeña (y densa) que conocemos es M60-UCD1 y la más grande, un monstruo llamado IC 1101 de Virgo, con sus 5,5 millones de años-luz de diámetro. Para que te hagas una idea, de aquí a la galaxia de Andrómeda “sólo” hay 2,5 millones de años-luz. Nuestra Vía Láctea, con unos 100.000, es de las normalitas.

Pero las galaxias tampoco flotan por ahí sin más. De nuevo, la gravedad las hace interactuar entre sí para dar lugar a otras formas cada vez mayores: grupos, cúmulos y supercúmulos. Por ejemplo, nuestra Vía Láctea forma parte del Grupo Local, con diez millones de años-luz, que a su vez se encuentra en el Supercúmulo de Virgo. (Si quieres saber más sobre estas cosas, léete Esta es tu dirección, en este mismo blog.) El Supercúmulo de Virgo es ya una cosita de un tamaño respetable: según como lo midas, tiene entre cien y doscientos millones de años-luz de diámetro. A este nivel, los tamaños comienzan a aturdir. Perdemos la perspectiva. Para orientarnos un poco, te diré que con las naves espaciales más veloces que hemos construido hasta ahora (70,22 kilómetros por segundo de velocidad pico), necesitaríamos entre treinta y sesenta veces la edad del universo presente para atravesarlo. Y eso yendo en línea recta, sin tener en cuenta órbitas y demás molestias viarias cósmicas. A su vez, el Supercúmulo de Virgo parece ser sólo un lóbulo de una cosa aún mayor llamada Laniakea, que orbita en torno al Gran Atractor. El Supercúmulo de Laniakea tiene unos 520 millones de años-luz de diámetro y, usando las mismas naves, necesitarías unas 150 veces la edad del universo para cruzarlo de punta a punta.

Telaraña cósmica.

Distribución filamentosa de la materia en un “corte” de universo con forma de cubo, que permite distinguir los vacíos que se forman por enmedio. A esto se le llama la “telaraña cósmica.” Imagen: NASA, ESA y E. Hallman (Universidad de Colorado en Boulder.) (Clic para ampliar.)

¿Te crees que esto es grande? Ná. Una miajita. La gravedad será la fuerza más débil de todas, por muchísimo, pero tiene un alcance infinito y continúa actuando mucho más allá de estos gigantescos supercúmulos. Así, sigue estableciendo formas o estructuras todavía mayores: los filamentos y las grandes murallas. Se trata de larguísimos hilos (los “filamentos”) y cintas u hojas (las “murallas”) compuestos por supercúmulos galácticos y unas nubes de gas absurdamente grandes que se llaman los goterones Lyman-alpha.

La estructura más monumental de todo el universo conocido es una de estas hojas: la Gran Muralla de Hércules-Corona Boreal, descubierta en 2013. Pasa de los 10.000 millones de años-luz de longitud (más del 10% del diámetro del universo observable) y tiene 7.200 millones de ancho… pero sólo 900 millones de espesor. Esto es curioso; en las inmensas escalas, empezando por las propias galaxias y terminando con estos filamentos casi inconcebibles, a la gravedad le gusta crear formas tirando a planas. Si pudiésemos visualizar la Gran Muralla de Hércules-Corona Boreal a escalas humanas, tendría las dimensiones del típico libro en formato DIN A4 con apenas un dedo de espesor. Hay muchas más. En realidad, con lo que sabemos en estos momentos, buena parte de la materia del universo se encuentra en estos filamentos y murallas, en lo que ha venido a llamarse la telaraña cósmica.

Lo que tiene un efecto secundario bastante obvio: si la mayoría de la materia se concentra en tales estructuras, eso significa que el espacio entre las mismas está esencialmente… hueco. Un poco como un queso Gruyere, o más bien como una espumilla. Así que, igual que existen estas grandes estructuras, existen los grandes vacíos: inmensas regiones del cosmos donde no hay casi nada. El más cercano es el Vacío Local, justo al lado de… bien, nuestro Grupo Local. Se le estiman unos 230 x 150 millones de años-luz. Pero estos vacíos no están totalmente huecos. Hay galaxias y tal, sólo que con una densidad muchísimo menor de la habitual. El más grande de todos los confirmados es el poco imaginativamente conocido como el Vacío Gigante. Situado en la constelación de los Perros Cazadores, junto a la Osa Mayor, se encuentra a unos 1.500 millones de años-luz de distancia y tiene en torno a 1.000 o 1.300 millones de años-luz de diámetro. Eso, lo convierte, por sí mismo, en otra de estas superestructuras cósmicas. Una superestructura de casi nada.

En busca de la nada.

Así que apuntamos el morro de la Abbás ibn Firnás en la dirección general del Vacío Gigante (o donde esperamos que esté dentro de 1.500 millones de años, o cualquier otro espacio en blanco que calculemos que vaya a sustituirlo después de todo ese tiempo.) Y le damos mecha a los motores. Un momento… ¿realmente pretendo llevarte a un viaje de 1.500 millones de años? ¿Se me va la olla o qué?

Bien, esa sería la gracia de una de estas hipotéticas naves alto-sublumínicas con aceleración constante. Para recorrer auténticos abismos cósmicos en un tiempo de viaje humano no es preciso violar el límite de la velocidad de la luz ni ninguna fantasía de esas. ;-) Es por el rollo este tan curioso de la dilatación temporal que se deriva de la Relatividad. Sólo necesitamos acelerar a 1 g, o sea el tirón gravitatorio típico de la Tierra –para ir cómodos y no sufrir problemas médicos– hasta mitad camino. Y luego, decelerar a otra ge hasta nuestro destino. Si sacamos las cuentas relativistas, alcanzaremos una velocidad muy próxima a la de la luz a 750 millones de años-luz de aquí, una de esas fracciones que se expresan como un cero coma seguido de una ristra de nueves. Pero sin tocarla, que es lo que prohíbe la Relatividad. Mientras no intentemos tocar la velocidad de la luz, nos mantenemos dentro de lo que permite este universo, por mucho que ahora mismo una tecnología así nos resulte tan imposible como… eso, una nave Soyuz para Leonardo da Vinci. :-P

"Tiempo de viaje a bordo" en una nave espacial alto-sublumínica de aceleración constante (en este caso, 1g), que acelera hasta la mitad del camino y decelera durante la otra mitad, debido a la dilatación temporal relativista.

“Tiempo de viaje a bordo” en una nave espacial alto-sublumínica de aceleración constante (en este caso, 1g), que acelera hasta la mitad del camino y decelera durante la otra mitad, debido a la dilatación temporal relativista. Obsérvese que la escala de distancia es logarítmica de base 10, mientras que la de tiempo son años vulgares y corrientes. ;-) Este tipo de naves está actualmente por completo fuera del alcance de nuestra tecnología, pero ninguna ley física fundamental prohíbe su existencia. Gráfica: La Pizarra de Yuri.

Al acercarnos tanto a la velocidad de la luz, el efecto de dilatación temporal es muy acusado. Por tanto, ese viaje de 1.500 millones de años-luz se salda en poco más de 41 años de tiempo de a bordo (para quienes quedaron atrás, por supuesto, pasarán los 1.500 millones de años completos, y pico.) Vale, es una temporadita, pero perfectamente realizable en el transcurso de una vida humana corriente. Otra cosa curiosa es que, debido a las potencias que plagan las ecuaciones matemáticas que rigen todo este tinglado, esta forma de viajar es más temporalmente eficiente (a bordo) cuanto más lejos vayamos. Si por ejemplo nos conformásemos con ir al Vacío Local, a unos 75 millones de años-luz (una veinteava parte de la distancia al Vacío Gigante), tardaríamos 35 años de tiempo de a bordo (apenas un 15% menos.) Pero si nos lanzásemos al mismísimo borde del universo observable presente (más o menos 46.000 millones de años-luz, una distancia treintaypico veces superior), el tiempo de a bordo apenas aumentaría a 47,5 años: escasamente un 16% más.

Conforme la Abbás ibn Firnás comienza a acelerar alejándose de la Tierra, observamos que los escudos exteriores comienzan a calentarse. Están rozando contra algo, algo invisible, pero que sigue ahí. En primer lugar lo hacen contra los últimos restos de la atmósfera terrestre, que como ya dijimos se extienden hasta los límites de la exosfera, a unos 10.000 km de la superficie. Pero incluso cuando ya la hemos abandonado totalmente, continuamos teniendo rozamiento. ¿Cómo es eso posible, si ya estamos en el espacio interplanetario, en el vacío del espacio exterior?

Bueno, pues es posible porque… este vacío no está vacío. :-P Aunque la densidad de materia sea muy baja, el medio interplanetario está lleno de polvo, rayos cósmicos, gases y plasma del viento solar. Vamos, que avanzamos a través de otra sopa, muy tenue pero perfectamente real, compuesta por protones, electrones, fotones, núcleos atómicos, átomos enteros, moléculas e incluso granos de polvo completos. Eso, suponiendo que no nos topemos con una piedra algo más gorda de las que abundan por el sistema solar. De hecho, uno de los problemas tecnológicos a resolver para poder construir una nave como la Abbás ibn Firnás es, precisamente, encontrar una manera de que las colisiones a muy alta velocidad contra estas partículas y demás no la aniquilen al instante. Si el mosquito que se estampa contra tu parabrisas lo hiciera ya no a velocidades próximas a las de la luz, sino tan solo a la décima parte (unos 2,5 miligramos a 30.000 km/s), el impacto sumaría aproximadamente 1,13 gigajulios de energía. Es decir, como un cuarto de tonelada de TNT. Imagínate el efecto.

Del mismo modo, un minúsculo grano de polvo cósmico (0,0000000001 gramos) al 95% de la velocidad de la luz lleva tanta energía como una bala pesada de ametralladora del calibre .50 BMG: 19.800 julios. Pero al 95% de la velocidad de la luz no hacemos nada, nuestra nave relativista es una caca que sólo gana un 70% de tiempo de a bordo. O sea que para ir a 100 míseros años-luz de aquí, pasan 30 a bordo. Un rollo. Si queremos hacer esta chulada de viajar a decenas de miles de millones de años-luz en una vida humana tenemos que ir muchísimo más deprisa, enormemente más cerca de la velocidad de la luz. Rozándola. Y a esas velocidades de cero coma seguido de muchos nueves de c, incluso el impacto de un átomo de hidrógeno puede tener la energía de la bala de ametralladora en cuestión. O, según el número de nueves después de la coma, la de una maldita bomba atómica. Teniendo en cuenta que el medio interplanetario puede contener fácilmente cinco millones de partículas o más por metro cúbico –a veces, mucho más–, y que una nave rozando la velocidad de la luz recorre poco menos de trescientos millones de metros por segundo, eso significa que nuestra Abbás ibn Firnás avanza sometida a una ráfaga constante y brutal de impactos que ríete tú del cañón del A-10.

Bien, pues larguémonos del medio interplanetario. ¿Y cómo se hace eso? Sencillo: alejándonos de los planetas, o sea del sistema solar. Es decir, debemos abandonar la heliosfera. Para eso tenemos que superar la heliopausa, la región donde el medio interestelar detiene al viento solar. Lo que pasa es que, claro, entonces nos encontramos con este medio interestelar. Y resulta que no es tan distinto del medio interplanetario: más gas, más polvo y más rayos cósmicos, sólo que con una densidad menor: cualquier cosa entre 400 y un billón de átomos por metro cúbico, según donde nos encontremos. A efectos prácticos, estamos en las mismas: ni nos encontramos en un vacío verdadero, ni mucho menos en algo que pueda llamarse la nada. Como mucho, podríamos afirmar que estamos técnicamente en el vacío, incluso en un vacío ultra-alto. Pero hablando en sentido estricto, ni por casualidad.

Distribución de gases ionizados en parte de nuestra galaxia, registrada por el Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) Northern Sky Survey.

Distribución de gases ionizados en parte de nuestra galaxia, registrada por el Wisconsin H-Alpha Mapper (WHAM) Northern Sky Survey. Imagen: © Haffner, L. M. et al, (2003), Astrophysical Journal Supplement, 149, 405. El Wisconsin H-Alpha Mapper está financiado por la US National Science Foundation. (Clic para ampliar)

Nada, nada, sigamos adelante. Conforme nos alejamos de la Vía Láctea y sus estrellas, nubes de gas y demás, pasamos suavemente al medio intergaláctico y el medio intra-cúmulos. Aquí ya queda muy poquito polvo y cosas de esas, pero sigue habiendo átomos de hidrógeno a razón de uno por metro cúbico más o menos, junto a potentes campos electromagnéticos. Este hidrógeno puede llegar a estar muy caliente, a miles e incluso millones de grados (y por eso se encuentra en estado plasmático fuertemente ionizado), pero como es tan, tan tenue la temperatura efectiva que te encontrarías si abandonases la Abbas ibn Firnás sería únicamente la correspondiente a la radiación de fondo cósmico: 2,73 grados por encima del cero absoluto. Es decir, poco más de 270ºC bajo cero.

Eh… y entonces, ¿por qué ese gas tan tenue se mantiene tan caliente? Pues porque está en movimiento. Tiene que haberse movido y seguir moviéndose muy rápido para escapar de las galaxias, los supercúmulos y todos esos bicharracos gigantescos con sus monumentales tirones gravitatorios. Y dicho un poco a lo burdo, la temperatura termodinámica mide eso: cuánto se mueven las partículas que constituyen un medio. Como ahí en el casi-vacío no hay nada que las pare (y a veces ocurren fenómenos que las aceleran), pues decimos que se mantienen a alta temperatura. Eso sí, como tú te salgas de la nave, te vas a congelar de tal modo que el nitrógeno líquido te parecerá café calentito. Otra curiosidad del medio intergaláctico es que la mayoría de la materia bariónica de este universo –la “normal”, la que nos forma a ti y a mí– está ahí. Ni en las estrellas, ni en los planetas, ni en las grandes nebulosas, ni nada: entre el 40% y el 50% de la materia bariónica existe en forma de este plasma de hidrógeno ultra-tenue que rula por el espacio intergaláctico, y el resto se reparte entre todo lo demás.

Y esto es lo que hay. Incluso en lo más profundo de esos grandes vacíos, siempre nos vamos a encontrar un poquito de algo; típicamente, este plasma de hidrógeno fuertemente ionizado. En cuanto a la nada, la palabra nada no se usa en ciencia. No equivale al número cero ni ninguna otra cosa por el estilo. De hecho, no tiene un significado científico riguroso: es más filosófica que otra cosa. Si me pusieras entre la espada y la pared, con la espada en la garganta, te la definiría con cierta sonoridad científica como un estado carente de espaciotiempo y temperatura, y por tanto de entropía. Por supuesto, tal estado ni existe ni es posible en este universo. Si me apretaras la espada un poco más, hasta el instante ese en que empieza a salir una gotita de sangre por la parte de la yugular, añadiría que la nada se podría describir como el no-universo, o el estado de la realidad si no se hubiera producido el Big Bang. Pero nada de esto es exactamente riguroso. La nada es… eso, nada, en el sentido de algo que no existe. :-P

¡Pues sí que estamos buenos! Resulta que queríamos hablar del vacío y la nada, y ni existe el vacío, ni existe la nada. No en sentido estricto, al menos. Incluso si hallásemos una región del espacio en estado fundamental, sin ninguna partícula de ninguna clase, lo que llamamos el vacío cuántico… seguiríamos encontrando, como mínimo, campos electromagnéticos que lo atraviesan, fluctuaciones cuánticas como consecuencia del principio de incertidumbre, o lo que quiera que origine la energía del vacío para dar lugar a fenómenos como el efecto Casimir. En fin: que la nada no es, el vacío es un tecnicismo y este es un universo maravilloso que cada día nos sorprende más.

Bibliografía:

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En Murcia, viernes 12 de septiembre, 19:00h

Bueno, pues para empezar el curso con buen pie, daremos una charlita con los amigos de Asociación de Divulgación Científica de la Región de Murcia. ;-) Así que:

Viernes, 12 de septiembre, 19:00h

¿Hay alguien ahí?

(Sobre las posibilidades de vida extraterrestre)

En el Bar Kennedy, Callejón Burruezo, 3 (zona Nueve Pisos), Murcia. (Ver mapa)

Y luego, como siempre, intentaremos salir a dar una vuelta para hablar de lo que nos apetezca.

Charla de Yuri en Murcia, viernes 12 de septiembre de 2014 a las 19:00h: "¿Hay alguien ahí? (Sobre las posibilidades de vida extraterrestre)"

Charla de Yuri en Murcia, viernes 12 de septiembre de 2014 a las 19:00h: “¿Hay alguien ahí? (Sobre las posibilidades de vida extraterrestre)” ;-)

 

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Brotes de rayos gamma

Las explosiones más energéticas del universo conocido ocurren a diario pero siguen siendo, en gran medida, un misterio.

Brote de rayos gamma GRB 080319B

El brote de rayos gamma GRB 080319B provocó el suceso más luminoso del universo conocido hasta la actualidad (en el espectro óptico) sobre las 06:12 UTC del 19 de marzo de 2008. Su “afterglow” (ver texto) pudo verse por la Constelación de Boötes con el ojo desnudo durante unos 30 segundos (magnitud aparente: 5,8) desde… 7.500 millones de años luz (z = 0,937). Con toda seguridad habrá habido otros muchos antes, pero fue la primera vez que supimos lo que estábamos viendo. Así, es también el suceso más remoto observado jamás por un ojo humano sin ayuda alguna, siendo consciente de tal hecho. Normalmente, el objeto más lejano que puede verse sin instrumentos es la Galaxia del Triángulo, a 2.900 millones de años-luz. Imágenes captadas por el Telescopio de Rayos X (izda.) y el Telescopio Óptico-Ultravioleta (dcha.) del Observatorio Espacial Swift (NASA/GSFC). (Clic para ampliar)

Imagínate una explosión. Una gorda. Gordísima. ¿Como la bomba Zar (~2,1 x 1017 J) o la erupción del Krakatoa (~8 x 1017 J)? No, no, qué va. Eso son petardillos. ¿Quizá como el impacto que se cargó a los dinosaurios (~5 x 1023 J)? Ni de lejos. Mucho más. Bueno, pues… ¿qué tal una supernova (~1 foe, o 1044 J)? ¡Ahora empezamos a entendernos! Por ahí empiezan a andar los brotes de rayos gamma (GRB), que vienen a ser como esto de los brotes verdes, pero aún más a lo bestia. Algunos, como GRB 080916C, detectado en la constelación de Carina el 16 de septiembre de 2008, llegan a los 8,8 x 1047 J; lo que los convierte en los fenómenos más energéticos del universo presente, en competencia directa (y seguramente vinculados con) algunas hipernovas.

El descubrimiento de los brotes de rayos gamma fue casual, derivado de los miedos de la Guerra Fría. Los Estados Unidos temieron que la Unión Soviética pudiera realizar pruebas atómicas en el espacio tras la firma del Tratado de prohibición parcial de ensayos nucleares de 1963, así que lanzaron unos satélites para saber si tal cosa sucedía. Estos fueron los satélites Vela (del español velador, término con el que se conoce popularmente en Nuevo México a los vigilantes nocturnos), con detectores para captar las potentes emisiones de rayos X, gamma y neutrones que caracterizan a las explosiones atómicas. Pero, un momento: ¿qué es esto de los rayos gamma?

De los espectros de la luz y sus colores.

Ya te conté en este blog lo que es la radiactividad. También hemos tocado alguna vez, aunque más por encima, lo del espectro electromagnético. Verás: hay un montón de fenómenos en este universo que son capaces de emitir fotones, en forma de ondas electromagnéticas, a frecuencias muy distintas. La forma más conocida de radiación electromagnética es la que pueden ver nuestros ojos: la luz. Otra que también conocemos todos es la radio. Y seguro que también te suenan los rayos X, que se usan para hacer radiografías.

El espectro electromagnético.

El espectro electromagnético.

Todos estos fenómenos son exactamente lo mismo: radiación electromagnética, a distintas frecuencias de onda. Por ejemplo, la radio funciona a frecuencias más bajas que la luz, mientras que los rayos X lo hacen a frecuencias más altas. Nuestros ojos no son más que receptores de esta radiación electromagnética, pero sólo pueden captarla en ese estrecho rango de frecuencias entre (más o menos) 390 y 700 nanómetros (nm) al que llamamos “luz.” Y los colores son las distintas frecuencias de este rango que podemos ver. Por ejemplo, si la luz que llega a nuestros ojos lo hace en la parte baja de estas frecuencias, en torno a los 700 nm, la vemos de color rojo. Si, por el contrario, está en la parte alta, vemos el color añil (420 – 450 nm) o incluso el violeta (380 – 420 nm). Entre medias están, por ejemplo, el amarillo (570 – 590 nm), el verde (495 – 570 nm) o el azul (450 – 495 nm). Así es como nuestros ojos ven el mundo que nos rodea, a todo color.

¿Y qué pasa cuando la frecuencia de esta radiación está por encima o por debajo de ese rango que podemos ver? Bueno, pues que… ya no podemos verla. :-P Nuestros ojos no dan para más. Pero eso no significa que no esté ahí, o que no podamos construir aparatos para captarla. Por ejemplo, un receptor de radio (o de televisión, o de telefonía móvil, o del Wi-Fi de Internet…) no es sino una especie de “ojo” que los humanos sabemos fabricar para “ver” esta “luz invisible” cuando su frecuencia es inferior a cien micrómetros, y podemos usarla para transmitir cosas como el Sálvame, las solicitudes de aterrizaje al controlador de tráfico aéreo o nuestros mensajes del WhatsApp. El radar también funciona en este rango de frecuencias inferiores a las de la luz visible. O los microondas.

Se da la circunstancia de que la frecuencia de estas ondas electromagnéticas está directamente relacionada con su energía. Cuanto más alta la energía, más alta la frecuencia, y viceversa. A frecuencias muy altas, por encima de la luz visible, los fotones vienen tan bravos que son capaces de ionizar la materia con la que se encuentran. Decimos entonces que esa radiación electromagnética se ha convertido en una forma de radiación ionizante, y esto son ya las cosas que hace la radiactividad. A energías y frecuencias muy altas, más allá de los rayos X, la llamamos radiación gamma, o rayos gamma. O sea, que los rayos gamma son como la luz, o las ondas de radio, sólo que a las energías y frecuencias más altas de todo el espectro electromagnético. En este caso, los aparatos adecuados para “verlos” son los contadores Geiger u otros dispositivos por el estilo.

La anomalía Vela.

Hay diversos fenómenos capaces de producir rayos gamma, tanto naturales como artificiales. Entre ellos se cuentan, por supuesto, la detonación de armas nucleares, que los generan en cantidades enormes. Por esta razón, esos satélites Vela de los amerikantsy que te contaba al principio llevaban dispositivos para detectarlos y así saber si alguien se había saltado el tratado con una prueba atómica en el espacio.

Y a las 14:19 UTC del 2 de julio de 1967, efectivamente, los satélites Vela 3 y Vela 4 detectaron una emisión masiva de rayos gamma. Sólo había un pequeño problema. Esta emisión no se parecía en nada a la de un arma nuclear, que suele consistir en uno o dos brevísimos pulsos con menos de una millonésima de segundo de duración y una milésima de separación. (En la práctica, con la tecnología de la época, incapaz de distinguir los dos rapidísimos pulsos de un arma termonuclear, un solo flash inicial seguido de un progresivo “fundido a negro.”) Pero lo que detectaron Vela 3 y 4  era algo totalmente distinto: dos pulsos, el primero de un cuarto de segundo largo y el siguiente de dos o tres segundos, separados por un segundo completo entre sí. Esto:

GRB 670702

Emisión captada por el satélite Vela 4 el 2 de julio de 1967 a las 14:19 UTC, que después se convertiría en el primer brote de rayos gamma conocido, con el identificador GRB 670702. Obsérvese la larga duración del segundo pulso y la separación entre ambos, incompatible con ningún diseño posible de arma nuclear. Imagen: Klebesadel, Strong, Olson, ApJ (1973) vía Sandra Savaglio (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching) en First Gamma-Ray Bursts, Workshop CosmoFirstObjects, LAM, Marsella, mayo de 2011. (Clic para ampliar)

Y esto no se corresponde con ningún diseño conocido o teorizado de un arma nuclear (o termonuclear.) No es posible, simplemente no funcionan así. Esto era un fenómeno totalmente nuevo y distinto; lo que viene siendo un descubrimiento. Pero, lamentablemente, los satélites Vela 3 y 4 eran demasiado primitivos para determinar el origen de la emisión. Sus científicos al cargo intuyeron acertadamente que se trataba de alguna clase de enigma astrofísico… y, como no tenía relevancia militar y además el programa era secreto, lo archivaron. No se publicó hasta 1973. Ahora lo conocemos como el brote de rayos gamma GRB 670702 (GRB, por gamma ray burst y 67/07/02 por 2 de julio de 1967), y fue el primero que conoció la humanidad.

La (casi) inconcebible explosión.

Firma de 12 brotes de rayos gamma.

“Firma” de doce brotes de rayos gamma distintos, captada por el instrumento BATSE del Compton Gamma Ray Observatory (NASA). Como puede observarse, no hay dos iguales. Imagen: Wikimedia Commons. (Clic para ampliar)

Al principio, se pensó que estos brotes de rayos gamma eran fenómenos que ocurrían en nuestra propia galaxia, y por tanto no eran tan energéticos (o sea, creíamos que eran como una lámpara que brillaba más cerca, y por tanto no brillaba tan fuerte.) Sin embargo, el 8 de mayo de 1997, el satélite ítalo-holandés BeppoSAX detectó uno llamado GRB 970508, y pudieron determinar que había sucedido a seis mil millones de años-luz de la Tierra, es decir, una barbaridad: unos sesenta mil trillones de kilómetros. Eso es un seis seguido de veintidós ceros. Con la nave espacial más veloz que hemos construido hasta el momento, necesitarías unas ocho mil trescientas veces la edad del universo para llegar hasta allí. Yendo en línea recta y ligerito.

Desde entonces, se ha establecido que todos los brotes de rayos gamma detectados hasta la actualidad proceden de fuera de la Vía Láctea, y muy lejos. El más cercano de todos, GRB 980425, fue captado en una galaxia situada a 125 millones de años-luz. O sea, unas cincuenta veces más lejos que M31 Andrómeda, bien fuera de nuestro Supercúmulo Local (ver Esta es tu dirección, en este mismo blog.) Por el extremo contrario, el más distante –GRB 090429B– procede del universo primitivo, a 13.140 millones de años-luz (z = 9,4), lo que lo convierte en uno de los sucesos más remotos y antiguos que hemos observado. En principio nada impide que pueda formarse uno en nuestra propia galaxia, pero hasta ahora vienen todos de muy, muy lejos. Se ha postulado que un brote de rayos gamma próximo podría provocar una extinción masiva en la Tierra, pero eso probablemente no ha ocurrido en todo el tiempo que llevamos aquí (pese a que existen algunas dudas sobre el agente que disparó las extinciones masivas del Ordovícico-Silúrico, hace unos 440 millones de años.)

Resultó que son un fenómeno bastante común: estamos detectando uno cada día, de promedio, todos ellos a distancias inmensas. Como te digo, el más cercano de todos fue GRB 980425, a 125 millones de años-luz. Pero no presentan ninguna periodicidad específica y no hay dos iguales; cada brote de rayos gamma tiene una firma característica. Sin embargo, sí que los hay de dos tipos: los cortos y los largos. Los cortos duran menos de dos segundos y presentan un afterglow (postluminiscencia, a menudo visible en el espectro óptico) muy breve. Los largos son los que duran más de dos segundos, y algunos mucho más. Unos cuantos superan los 10.000 segundos, y se les llama ultralargos. Y luego hay otros –por ejemplo, GRB 110328A– que pueden durar dos días y seguir detectándose en la banda de rayos X durante meses, a los que se les llama en inglés tidal disruption events, lo que se podría traducir como sucesos de ruptura por marea.

Distribución típica de la duración de los brotes de rayos gamma (GRB)

Distribución de la duración de una muestra típica de brotes de rayos gamma. Imagen: NASA.

Durante mucho tiempo, los astrofísicos se dedicaron a buscar objetos que pudieran producir estos brotes de rayos gamma, sin encontrar ninguno en particular. Esto sugería que se originan en estrellas o galaxias muy lejanas, de las que el cielo está lleno. Satélites científicos como el soviético Granat, el estadounidense HETE-2, Swift, Fermi o el Compton Gamma Ray Observatory, junto a elementos de la red internacional ISON, entre otros, permitieron estudiarlos con mayor profundidad. Buscaban, fundamentalmente, a los progenitores; esto es, qué clase de fenómeno es capaz de producir semejantes salvajadas de energía en un tiempo tan breve.

Origen de los brotes de rayos gamma.

Origen de los brotes de rayos gamma proyectados sobre el mapa celeste. Puede observarse que tienen una distribución isotrópica, es decir, que proceden de todas las partes del universo (y no, por ejemplo, sólo del plano de nuestra galaxia.) Imagen: Instrumento BATSE / CGRO / NASA vía Wikimedia Commons.

A finales del siglo pasado y principios de este fue quedando generalmente aceptado que al menos algunos brotes largos se originan en ciertas hipernovas, una cosa parecida a las supernovas, pero todavía más a lo bruto. ¿Y qué son estas supernovas, o hipernovas?

De la muerte de las estrellas.

Todas las estrellas, como nuestro Sol, son básicamente grandes aglomeraciones de hidrógeno (el elemento más común del universo, con mucha diferencia, procedente de la nucleosíntesis primordial) que tienden a colapsar sobre sí mismas por la acción de la gravedad. Conforme “caen sobre sí mismas”, hay un punto donde la presión, y con ella la temperatura, son tan altas que el hidrógeno comienza a fusionar en una reacción termonuclear que produce, mayormente, helio y grandes cantidades de energía. Entonces la estrella naciente se agita como en un parto un poco cabrón hasta encontrar un punto de equilibrio entre la gravedad que sigue haciéndola colapsar y toda esa energía que tiende a disgregarla. La mayoría acaban estabilizándose en algún punto de la secuencia principal. Así nace una estrella. Durante su vida, produce también el resto de elementos que conocemos, mediante el proceso de nucleosíntesis estelar. De la nucleosíntesis primordial y estelar salen todos los átomos que nos constituyen, todo lo que somos.

Al igual que tú y que yo, las estrellas no viven para siempre. Conforme van consumiendo su hidrógeno, comienzan a morir. Pero mueren de distintas maneras, dependiendo más que nada de su tamaño. Las más pequeñas, duraderas y corrientes (más del 76,5% de las que hay en el cielo) son enanas rojas (hasta un 40% de la masa de nuestro Sol.) Las enanas rojas van fusionando su hidrógeno muy lentamente, tanto que continúan todas ahí y seguirán durante muchísimo tiempo. Estimamos que muy poquito a poco irán transformándose en enanas azules, blancas y finalmente negras. O sea, que morirán apagándose pacíficamente. Para cuando se apaguen las últimas, este universo habrá dejado ya de producir estrellas nuevas, habrá abandonado la era estelerífera y se adentrará profundamente en la era degenerada, camino de la de los agujeros negros, la era oscura y la muerte térmica. O cualquiera otra de las formas curiosas como desapareceremos. Todas estas cantidades de tiempo se miden en potencias muy altas de diez; lo que comúnmente llamamos eternidad (aunque técnicamente no lo sea ;-) ).

UY Scuti comparada con el Sol

La hipergigante roja variable UY Scuti, a unos 9.500 años-luz, en comparación con nuestro sol. Aunque es la mayor estrella conocida por diámetro y volumen, no es la que tiene más masa; a día de hoy, este honor le corresponde a R136a1, en la Nebulosa de la Tarántula, Gran Nube de Magallanes, a aprox. 165.000 años-luz. Imagen: Wikimedia Commons. (Clic para ampliar)

Luego tenemos, por ejemplo, las enanas naranjas y las amarillas, como nuestro Sol. Estas son más bravitas y aunque viven mucho menos (unos 10.000 millones de años), se niegan a morir sin dar algo de guerra. Cuando una enana amarilla agota el hidrógeno de su núcleo, comienza a expandirse hasta convertirse en una gigante roja durante algún tiempo (este será el momento en que el Sol abrasará definitivamente la Tierra), hasta sufrir un primer estertor bastante violento llamado el flash del helio, porque es el momento en el que empieza a fusionar… eso, helio, mediante el proceso triple-alfa, produciendo carbono. Durante estos fenómenos, la estrella pierde buena parte de su masa original en forma de espectaculares nebulosas planetarias. Al final termina convertida también en una enana blanca, como les ocurría a las enanas rojas del párrafo anterior, y va apagándose poco a poco hasta quedar igualmente reducida a una enana negra por los siglos de los siglos.

Sin embargo, en este universo hay estrellas mucho mayores, como las supergigantes e hipergigantes. Por convención, las supergigantes tienen como mínimo ocho veces más masa que nuestro Sol y las hipergigantes pueden pasar de cien masas solares. Se suponía que hay un límite máximo de 120 a 150 masas solares por encima del cual las estrellas no pueden darse en este periodo de la historia del universo. Sin embargo, ahora sabemos que existen cosas como R136a1, una Wolf-Rayet a la que le estimamos unas 265 masas solares Así que en estos momentos no tenemos muy claro dónde está ese límite máximo, si es que lo hay; creen que esta clase de monstruos son el resultado de la unión de varias estrellas más pequeñas. Por cierto que, hablando de tamaño, estas estrellas con tanta masa no son necesariamente las más grandes en volumen, y de hecho no lo son. Las estrellas más voluminosas, “más grandes” que conocemos son otras distintas, como UY del Escudo o NML del Cisne, que “sólo” tienen unas decenas de masas solares, pero su radio es en torno a 1.700 veces mayor. Si nuestro Sol fuese así, llegaría hasta cerca de Saturno y tanto nosotros como Mercurio, Venus, Marte y Júpiter estaríamos dentro. O, mejor dicho, no estaríamos.

Estas gigantonas viven muy poquito tiempo, apenas unos millones de años, pero no les gusta morirse por las buenas. Tienen la molesta costumbre de irse con unas despedidas francamente violentas a las que llamamos supernovas y, cuando el petardazo es descomunal, hipernovas. Como te decía al principio, expresar la potencia de estas explosiones a escalas humanas es difícil: una supernova normalita es entre 500 y 1.000 cuatrillones de veces más energética que la bomba termonuclear más poderosa que hicimos jamás. Vamos a intentarlo. Imagínate todos los granos de arena de todas las playas de la Tierra. Supón que cada grano de arena es una bomba del Zar. Hazlas estallar todas a la vez. Y ahora multiplícalo por entre 500.000 y un millón. Esa es la energía de una sola supernova común. Cuando explotan, brillan más que toda la galaxia por unos instantes. Y si hablamos de una hipernova, vuélvelo a multiplicar por cien. Además, no se conforman con eso, las jodías. Después, se convierten en una estrella de neutrones o incluso un agujero negro (y no, Stephen Hawking no dijo que los agujeros negros no existan, al menos para los que nos gusta leer las frases completas antes de abrir la boca.)

Jet relativista de la galaxia M87.

El jet relativista que emite la galaxia M87 (el “manchurrón brillante” arriba a la izqda.) captado en luz visible por el telescopio espacial Hubble en julio del año 2000. Estos jets están compuestos por electrones y otras partículas viajando a velocidades próximas a las de la luz, y como puede verse en este caso, pueden ser mucho mayores que la propia galaxia. Este se origina en un agujero negro supermasivo situado en el centro de la galaxia, rodeado por un disco de gas súpercaliente que le entrega constantemente masa para “tragarse.” Los brotes de rayos gamma podrían ser un fenómeno de naturaleza análoga. Imagen: Hubble Heritage Team / NASA. (Clic para ampliar)

Los astrófísicos siguen estudiando los mecanismos exactos que causan estas explosiones fabulosas, pero en general, se sabe que hay al menos dos causas distintas: el embalamiento térmico por ignición rápida del carbono y el colapso gravitatorio del núcleo estelar. Y se ha podido establecer una correlación entre algunas de estas supernovas –o hipernovas– que estallan por colapso gravitatorio y algunos brotes de rayos gamma largos, como GRB 980425 o GRB 030329. Así, los brotes de rayos gamma podrían ser los jets relativistas que se originarían al formarse la estrella de neutrones o el agujero negro, cuando coincide que apuntan directos hacia la Tierra. Esto de los jets relativistas es otra barbaridad cósmica, monstruosas emisiones de materia en estado plasmático a casi la velocidad de la luz que pueden tener cientos de miles de años-luz de longitud. Ya hablaremos de ellos en otro momento.

Según la explicación convencional, que le tomo prestada a la Universidad de Stanford, un brote de rayos gamma funcionaría más o menos así: bien porque una estrella gigantesca agoniza en forma de hipernova, o por la unión de dos objetos muy densos y compactos (como dos estrellas de neutrones), surge un agujero negro. El primer caso produciría los brotes largos y el segundo, los cortos. Los gases que quedan alrededor constituyen un disco de acreción que, al interactuar con el agujero negro, generan por sus “polos” un par de estos jets relativistas de partículas elementales propulsadas a velocidades muy próximas a las de la luz, más rayos gamma de baja energía.

En estos jets ni la presión, ni la temperatura ni la densidad son uniformes, lo que genera ondas de choque internas cuando sus partes más rápidas chocan con las más lentas. Conforme el jet se aleja del agujero negro recién formado, hace también impacto contra el medio interestelar, creando unas nuevas ondas de choque: las “externas.” Estas ondas de choque aceleran las partículas aún más. Pero, al mismo tiempo, las partículas interactúan con los campos magnéticos circundantes, que durante un fenómeno así son muy potentes. Esto hace que pierdan parte de su energía emitiendo fotones mediante radiación sincrotrónica y efecto Compton inverso.

El saldo entre la energía ganada como consecuencia de las ondas de choque y la perdida mediante radiación sincrotrónica determina la energía máxima de los fotones emitidos. Los de más alta energía constituyen el brutal pico de rayos gamma que componen el brote. Los de menor energía darían lugar a la postluminiscencia (“afterglow”) que se observa después del brote. Es decir, como en este esquema:

Generación de un brote de rayos gamma.

Generación de un brote de rayos gamma. Imagen original: NASA Goddard Space Flight Center. (Clic para ampliar)

El resultado sería algo muy parecido a lo que se ve en este video producido por el Centro Goddard de la NASA:

Sin embargo, el 27 de abril de 2013, detectamos otro muy potente: GRB 130427A, por ahí por la constelación de Leo, a unos 3.600 millones de años-luz de distancia. Su larga duración y su brillo extremo permitieron que nuestros instrumentos más modernos lo registrasen con todo detalle. Y, como decía mi abuelo, se llevó por delante un buen porción de todas estas hipótesis. En esencia, las características de GRB 130427A son incompatibles con la idea de que la postluminiscencia (“afterglow”) tenga su origen en un fenómeno de radiación sincrotrónica. Con lo cual, al menos esa parte del modelo, y puede que el modelo entero, se nos va a tomar por donde tú ya sabes.

Eta Carinae

Eta Carinae tal como la vio el Telescopio Espacial Hubble, con sus inmensas nubes de materia proyectada que forman la Nebulosa del Homúnculo. En realidad es un sistema binario, pero la estrella que nos puede obsequiar con un brote de rayos gamma próximo es el punto brillante en el centro de la nebulosa. Situada en nuestra propia galaxia, a unos 7.500 años luz, y extremadamente masiva e inestable, podría explotar en forma de hipernova en cualquier momento. :-P Imagen: Nathan Smith (Universidad de California en Berkeley) / NASA. (Clic para ampliar)

¿Te cuento la verdad sencilla? La verdad sencilla es que todavía no lo tenemos claro. Incluso antes de que este GRB 130427A nos diese la sorpresa, no teníamos ningún modelo que explicase todos los brotes de rayos gamma observados. Hay indicios, pistas, correlaciones, opiniones, conjeturas, hipótesis bien fundadas, pero eso es todo. Y en cuanto a los sucesos de ruptura por marea (tidal disruption events), los llamamos así porque nos parece que ocurren cuando un agujero negro supermasivo desgarra y se traga una estrella. Pero sólo nos lo parece. Son fenómenos tan lejanos que nuestros instrumentos actuales todavía no pueden ver bien lo que ocurre antes y después, y mucho menos dentro. Es un poco como intentar deducir el diseño y funcionamiento de un rifle estudiando el sonido de unos disparos remotos.

En general, sabemos que los brotes de rayos gamma están ahí porque son tan energéticos que lo difícil sería no detectarlos. Sí, a mí también me da muchísima rabia no poder contarte cómo funcionan con todo detalle y certeza. ;-) Pero es que precisamente la ciencia, a diferencia del dogma, va de esto: cuando no sabemos algo, lo decimos y seguimos estudiando hasta descubrirlo. Pues, como dijo el matemático David Hilbert: “Debemos saber. Sabremos.”

***

PD1. Según nuestra comprensión actual, la candidata más próxima a obsequiarnos con un brote de rayos gamma (suponiendo que su haz relativista apunte hacia la Tierra) es la gigantesca Eta Carinae, a apenas 7.500 años-luz de aquí, en nuestra propia galaxia. Con más de cien masas solares, esta variable luminosa azul explotará en forma de supernova o hipernova en algún momento del próximo millón de años; el instante exacto es impredecible con nuestro conocimiento presente. De hecho, ya nos envió un recadito en 1841 bajo la forma de una falsa supernova, dando lugar a la Nebulosa del Homúnculo. Hasta sería posible, aunque no se cree probable, que haya estallado ya y el premio gordo venga de camino. :-P Pero hasta donde sabemos, algo así sólo habría ocurrido una vez en toda la historia de la vida, y aunque pudo formar parte de los procesos que dispararon una extinción masiva, no lo hizo por sí solo.

PD2. En cuanto a “supernovas normales” (quiero decir, sin un brote de rayos gamma asociado), la candidata más próxima es IK Pegasi B, a 150 años-luz de aquí, pero es chiquitaja y no se darán las condiciones necesarias para que explote hasta dentro de muchos millones de años. Una más gorda podría ser Betelgeuse, a seiscientos y pico años-luz, pero tampoco es probable que nos vaya a hacer mucho mal. De hecho, parece ser que en torno al año 1.200 (sí, en plena Edad Media) nos arreó una desde la misma distancia y ni nos enteramos. En el hielo antártico hay indicios de otros tres impactos supernóvicos durante los siglos X-XI. Y en los árboles japoneses, señales de un posible brote de rayos gamma corto y próximo que habría ocurrido en torno al año 775, coincidiendo con un cierto “crucifijo rojo” que apareció en los cielos británicos según la Crónica Anglosajona. Aquí seguimos, como si tal cosa. ;-)

PD3. No, por desgracia, lo de la galaxia M31 Andrómeda del pasado 27 de mayo a las 21:24 UTC no fue un brote de rayos gamma. Una pena; imagínate todo lo que habríamos podido aprender de un GRB tan próximo. :-P Pero bueno, a cambio te dejo un bonito video de la NASA, con una simulación por superordenador de cómo dos estrellas de neutrones se desintegran entre sí para formar un agujero negro, lo que es una de las posibles fuentes de brotes de rayos gamma cortos: ;-)

Bibliografía:

Ah, y si te apetece un poco de hardcore del güeno sobre fuentes cósmicas de rayos gamma y otras cosillas por el estilo, pásate por esta parte del blog de la mula Francis. ;-)

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BIG’95: El gran tsunami del Mediterráneo español

Hola, ola. :-|

Maremoto de Lisboa del 1 de noviembre de 1755.

El maremoto del 1 de noviembre de 1755 llega a la ciudad de Lisboa, ya gravemente dañada e incendiada por el terremoto precedente. Grabado: G. Hartwig, “Volcanoes and earthquakes”, Longmans, Green & Co., 1887. (En la colección de la Universidad de Wisconsin – Madison)

Tsunami de 2004 en Banda Aceh, Indonesia.

Banda Aceh, Indonesia, después del tsunami de 2004. Indonesia sufrió unos 175.000 muertos sin que el nivel del mar subiera más de diez metros en la práctica totalidad del país. La gran cantidad de población costera viviendo en casitas bajas de poca resistencia situadas en llanuras contribuyó significativamente a la catástrofe. Imagen: Wikimedia Commons. (Clic para ampliar)

Cuando oímos hablar de tsunamis, solemos pensar en Asia, y muy especialmente en el país que nos dio la palabra: Japón. Ciertamente, los maremotos que se dan en algunas costas asiáticas son terribles, debido a una mezcla de factores geológicos, geográficos y superpoblación (y, últimamente, añadiría yo que por ciertas centrales nucleares cuyas defensas contra los mismos resultaron ser ridículas.) Pero no son los únicos. Se da la circunstancia de que la Península Ibérica es otra de las regiones con riesgo maremotriz. Engaña, porque por estos lares no son tan frecuentes y tampoco suelen ser tan intensos. Pero el riesgo existe.

No otra cosa fue el gran terremoto y tsunami de Lisboa del día de Todos los Santos de 1755, que ya te comenté en este blog. Se le suele llamar “de Lisboa” y “de Todos los Santos” porque prácticamente aniquiló la capital portuguesa, matando (entre muchas otras personas) a una montaña de gente que se encontraba en las iglesias celebrando esa festividad, o buscó refugio en ellas. Se calcula que hubo unos 40.000 – 60.000 muertos, sobre una población en la época de 275.000 habitantes. Semejante tragedia alentó notables dudas sobre la divinidad, sus atributos, su bondad y su poder protector, alejando a muchos pensadores influyentes de la teodicea de Leibniz, contribuyendo significativamente a la difusión del racionalismo ilustrado y, de paso, creando la sismología moderna. Fue tan gordo que hubo un antes y un después de la catástrofe “de Lisboa” en la cultura occidental.

Pero yo lo entrecomillo porque no fue sólo Lisboa. El maremoto, originado en la falla Azores-Gibraltar, golpeó con fuerza desde Irlanda al Senegal. Al Sur de la Península Ibérica, causó devastación y mortandad entre el Algarve portugués y la provincia de Cádiz, con olas a las que se les han estimado hasta quince metros de altura. Se llevó por medio Ayamonte, matando a unas mil personas, más un número indeterminado de pequeñas comunidades costeras. Por su parte, el terremoto, estimado en una magnitud de 8,5, causó daños importantes en lugares tan lejanos como Valladolid o Ciudad Real. Algunas fuentes afirman que las víctimas totales rondaron las 90.000.

Animación del tsunami del Atlántico de 1755, según el modelo computacional RIFT.
Puede observarse cómo en media hora ya estaba barriendo todo el Golfo de Cádiz.
Estudio realizado por la NOAA / NWS / Pacific Tsunami Warning Center.

Terremoto y tsunami de Mesina de 1908.

El terremoto y tsunami de Italia del 28 de diciembre de 1908 mató a 123.000 personas y destruyó las ciudades de Mesina y Reggio Calabria en su práctica totalidad. Foto: Wikimedia Commons. (Clic para ampliar)

El Mar Mediterráneo tampoco es inmune a los tsunamis, sobre todo en su parte central y oriental, con fuerte actividad sísmica. El historiador griego Heródoto de Helicarnaso ya nos cuenta que, en el año 479 aEC, durante un asedio a la ciudad de Potidea, los atacantes persas que aprovechaban un repentino y sorprendente descenso del nivel del mar para atravesar el istmo fueron sorprendidos por una gran ola como nunca se había visto antes y perecieron ahogados. Aunque Heródoto era un liante, habitualmente considerado al mismo tiempo el padre de la historia y el padre de la mentira, esto describe el comportamiento de ciertos tsunamis bastante bien y puede que el relato se sustente en un hecho real. Heródoto achacó este maremoto a la ira de Poseidón.

El primero que estableció un vínculo directo entre terremoto y maremoto fue otro historiador griego, Tucídides, cuando nos cuenta de uno sucedido en el Golfo Malíaco durante el verano del año 426 aEC. Al parecer, se llevó por medio a todas las poblaciones costeras. Desde entonces, ha habido muchos más. Quizá el más conocido de todos sea el que ocurrió a primera hora de la mañana del 21 de julio de 365 EC. Un fuerte terremoto submarino con epicentro cerca de Creta arrasó Libia y Egipto, y notablemente las ciudades de Apolonia y Alejandría, matando a mucha gente. Aparecieron barcos tres kilómetros tierra adentro. El fenómeno se repitió menos de un milenio después, en el año 1303. Mucho más recientemente, durante la madrugada del 28 de diciembre de 1908, el terremoto y tsunami de Mesina, al Sur de Italia, se llevó por delante a entre cien y doscientas mil personas.

¿Y en el Mediterráneo Occidental, o sea, más o menos las costas españolas y parte del extranjero? Bien, la actividad sísmica en el Mediterráneo Occidental no es tan intensa, pero también suceden. El más reciente así digno de mención fue el 21 de mayo de 2003, a consecuencia del terremoto de Bumerdés, Argelia. Este seísmo les hizo dos mil y pico muertos en tierra a nuestros queridos proveedores de gas natural, pero también inició un pequeño maremoto que, aunque sin causar otras víctimas, provocó bastantes daños en los puertos baleares. Destrozó numerosos pantalanes y hundió más de cien barcos pequeños, recordándonos así su poder.

Pese a ello, hay quien asegura que en el Mediterráneo Occidental no pueden producirse grandes tsunamis (y aquí). Otros, en cambio, dicen que eso no está claro. De hecho, probablemente ya ocurrió al menos una vez, que sepamos. En términos humanos, fue hace mucho tiempo: unos 11.500 años, allá por el Epipaleolítico. Pero en términos geológicos, eso es nada, hace un momentín. Pudo barrer las costas de Castellón, el Sur de Tarragona y las Islas Baleares con olas de hasta unos nueve metros, puede que algo más. Hoy en día lo llamamos el tsunami del BIG’95.

Deslizamiento de tierras BIG'95 y áreas primarias de impacto del tsunami (año 11.500 BP)

Ubicación aproximada del deslizamiento de tierras BIG’95 (Epipaleolítico, año 11.500 BP) y, si se hubiera producido hoy en día, de las áreas primarias de impacto del tsunami que generó. En aquella época la costa estaba más mar adentro y, por tanto, golpeó en regiones actualmente sumergidas. Mejor versión y explicación en la fuente original: Iglesias, O.; Lastras, G. et al. (2012): The BIG’95 submarine landslide-generated tsunami: a numerical simulation. The Journal of Geology, vol. 120, nº 1 (enero 2012.) ISSN: 0022-1376. Mapa: © Google Maps. (Clic para ampliar)

BIG’95.

Frente a las costas de Castellón y Tarragona se extiende una plataforma continental llamada la plataforma del Ebro, al estar básicamente constituida por sedimentos que aportaron este río y sus antecesores al menos desde el Aquitaniense (Mioceno inferior, hace aproximadamente 23 millones de años.) Es muy suave; en algunos puntos, por ejemplo frente a la ciudad de Castellón, hay que alejarse de la orilla más de sesenta kilómetros para que supere los cien metros de profundidad, con lo que gran parte de ella debió estar emergida durante el Último Máximo Glacial. Hace 11.500 años, la línea costera debía estar todavía unos 40-50 metros más baja que ahora, y por tanto 15-20 km mar adentro con respecto a su posición actual.

Sin embargo, esta suave plataforma termina abruptamente. En la zona que nos ocupa, por las Islas Columbretes, la profundidad aumenta deprisa hacia los dos mil metros: la llamada Depresión de Valencia. [Aquí tienes un fichero KMZ del Instituto de Ciencias del Mar (Consejo Superior de Investigaciones Científicas) para ver toda esta zona con detalle en Google Earth.] Se comprende fácilmente que los bordes de una suave ladera sedimentaria seguida por un desnivel de casi dos kilómetros están pidiendo a gritos un deslizamiento de tierras. Y esto fue lo que ocurrió, hace ahora once milenios y medio: 26 kilómetros cúbicos de sedimentos se desprendieron del borde de la plataforma del Ebro por la parte de las Columbretes para precipitarse hacia la Depresión de Valencia. No fue, ni con mucho, uno de los deslizamientos más grandes que se conocen. Nada que ver con los de Storegga (3.500 km3), en el Mar del Noruega, tres milenios y medio después, cuyo gigantesco tsunami separó definitivamente Gran Bretaña de la Europa Continental. Incluso mucho menos que el de 1929 frente a Terranova (Canadá), con sus 200 km3.

No obstante, debido al acusado desnivel, BIG’95 descendió rapidito, llegando a superar en algún punto los 150 km/h (> 40 m/s.) El conjunto del deslizamiento recorrió más de 110 km depresión abajo en menos de 73 minutos, cubriendo 2.200 km2 de fondo marino. Una masa de más de 50.000 millones de toneladas desplomándose a velocidades que rondan los cien kilómetros por hora (entre 70 y 150) tiene una cantidad notable de energía, y puede transferírsela al medio circundante. En este caso, el agua del mar.

Probablemente, el tsunami se formó durante los primeros minutos del colapso. Lo hizo en dos frentes, uno más rápido que avanzaba hacia las Islas Baleares y otro más lento que retrocedía hacia la costa de Castellón. El frente rápido golpeó la costa Noreste de Ibiza en primer lugar, 18 minutos después, con una ola inicial de hasta ocho metros que llegó sin previo aviso. La siguió una retirada del mar y al menos otra de unos siete que llegó pocos minutos después, y luego otras más pequeñas. Para entonces, el tsunami ya golpeaba Mallorca (en el minuto 27) aunque con olas de menor altura, entre 2 y 4 metros. Sin embargo, un fenómeno de resonancia en el sector de la Bahía de Palma pudo elevar la ola inicial hasta los diez metros por la parte de Santa Ponça. Por suerte, parece ser que las Baleares carecían de población humana en aquellos tiempos.

Animación de la llegada de un tsunami

Cuando un maremoto llega a aguas someras, la amplitud y velocidad de las olas se reducen, pero a cambio su altura aumenta. Imagen: R. Lachaume vía Wikimedia Commons.

Lamentablemente en el minuto 54 el frente lento, más energético, alcanzó la costa peninsular frente a lo que hoy en día sería casi todo Castellón y el Sur de Tarragona, más o menos. Y ahí, con toda probabilidad, había gente. No tanta como hoy en día, desde luego, y menos si pensamos en la temporada alta del turismo. Pero sí personas como los magdalenienses que ocupaban la cueva Matutano, situada en las proximidades. Esos eran homo sapiens, gente de los nuestros y todo ese rollo. Puede que familias, clanes o tribus de pescadores epipaleolíticos. Las costas y su pesca siempre han atraído a la humanidad.

Primero, se fue el mar. A continuación, regresó. El intenso efecto de asomeramiento producido por la propia plataforma del Ebro elevó las olas, puede que hasta los nueve metros. Quizá esto te parezca poco, acostumbrados como ya estamos a oír de tsunamis de cuarenta metros en el Japón, pero créeme, tú no quieres estar en el camino de un maremoto de nueve metros. Nueve metros son tres plantas de un edificio. La mayoría de las víctimas que causan los grandes tsunamis se dan en zonas donde el agua llega con menos de diez metros de altura; los puntos donde realmente superan los treinta son raros, “el máximo.” Durante el maremoto del Océano Índico de 2004, la inmensa mayor parte de los 175.000 muertos que ocasionó en Indonesia estaban en lugares donde la elevación del mar no superó los diez metros y a menudo ni siquiera los cinco. El de 2011 alcanzó la central nuclear de Fukushima con una altura máxima de 14-15 metros y ya sabes la que armó. En la práctica, medio metro basta para arrastrarte. El agua engaña mucho. Cuando llega con semejante fuerza, incluso inundaciones aparentemente pequeñas tienen un poder pavoroso. Y una vez te ha arrastrado, vete a saber dónde acabas, y cómo. De dos a tres metros ahogarán a todo el que no logre subirse a algo o sepa nadar muy bien (y tenga su día de suerte.)

El maremoto de 2004 llega a Banda Aceh, Indonesia.
Obsérvese que no es realmente muy alto, pero sólo en ese sector causó más de 31.000 muertes.

Área a menos de 9 msnm en el sector Burriana - Alcocéber

Cubierta en azul, el área que actualmente se encuentra a menos de 9 metros sobre el nivel del mar en el sector Burriana – Alcocéber. No obstante, cuando el tsunami alcanzó la antigua costa, varios kilómetros mar adentro, tuvo que inundar un área bastante superior debido a la suave inclinación de la plataforma continental del Ebro. Imagen: Google Maps / flood.firetree.net (Clic para ampliar)

El caso es que el tsunami de hace 11.500 años barrió esta costa hoy desaparecida unos kilómetros frente a lo que ahora son Burriana, Almazora, el Grao de Castellón, Benicasim, Oropesa del Mar, Torreblanca, Alcocéber, Peñíscola, Benicarló, Vinaroz, Alcanar, San Carlos de la Rápita y posiblemente hasta el Delta del Ebro (cuya formación es muy posterior, incluso posterior a la época romana.) Es imposible saber cuánta gente vivía ahí en aquellos tiempos. Si hubiese sido en nuestra época, especialmente durante la temporada turística, puede uno imaginarse lo que ocurriría.

Y… ¿puede volver a ocurrir hoy en día? Pues lo cierto es que no se sabe muy bien. Los mismos investigadores que han estudiado el BIG’95 creen que el punto donde se produjo es ahora estable a menos que hubiera un terremoto de bastante envergadura. Reconozco que un servidor se puso algo nerviosito con los terremotos vinculados al Proyecto Castor de Florentino que se produjeron durante el otoño pasado, justamente en esa zona. La presencia de la central nuclear de Vandellós algo más al Norte tampoco resultaba muy tranquilizadora. No obstante, con respecto a esto último, el Consejo de Seguridad Nuclear asegura que desde 2007 ésta dispone de “un nuevo sistema de refrigeración esencial” situado a más de 23 metros sobre el nivel del mar. Además, a raíz de lo de Fukushima, están realizando inversiones para incrementar la seguridad frente a estos fenómenos.

Sin embargo, como yo tengo mi puntito paranoico, nada, poca cosa, lo de los terremotos en una zona que ya pudo provocar un tsunami importante seguía teniéndome mosca. Así que he decidido ponerme en contacto con uno de los autores de la investigación: Galderic Lastras, profesor titular de Geología Marina de la Universidad de Barcelona. El doctor Lastras, por cierto muy gentilmente, me serena: haría falta uno bastante más intenso y cercano al talud continental que los de 2013 para iniciar, por sí solo, un deslizamiento de tierras de este calibre. No obstante, tales deslizamientos ocurren a veces porque sí; es decir, porque la ladera es o se vuelve inestable y simplemente colapsa. Pero por otra parte, el periodo de retorno (el tiempo medio que tarda en volver a ocurrir) es, obviamente, muy largo: este de hace 11.500 años fue el último que ocurrió en el sector. Decía antes que 11.500 años es un tiempo muy breve en términos geológicos, pero muy largo en términos humanos. Las probabilidades de que vuelva a ocurrir durante nuestro tiempo de vida, o el de nuestros hijos y nietos, son francamente bajas. No es imposible, por supuesto. Pero la probabilidad es muy pequeña.

No obstante, quise saber también si estamos muy en bragas o no en el caso de que esta probabilidad tan pequeña llegara a hacerse efectiva. Como ya te digo que yo soy apenas nada paranoico, molesté a Elena Tel (del Instituto Español de Oceanografía), Emilio Carreño (director de la Red Sísmica del Instituto Geográfico Nacional) y Gregorio Pascual (jefe del área de desastres naturales de la Dirección General de Protección Civil), todos los cuales tuvieron la santa paciencia de seguirme la corriente con gran amabilidad.

Vinieron a explicarme que, a pesar de los recortes, se está desarrollando un sistema de alerta contra maremotos en las costas españolas, en su mayor parte utilizando equipos ya existentes y cooperación internacional. Pero que, por su propia naturaleza, alertar de fenómenos cuya llegada se mide en decenas de minutos es complicado. Que ni esto es el Océano Pacífico, donde pueden transcurrir horas desde que se produce el terremoto hasta que llega el maremoto, ni nosotros somos los japoneses, que llevan décadas perfeccionando sus sistemas de la más alta tecnología hasta ser capaces de alertar a la población en cuestión de minutos. Y que en el caso de los tsunamis causados por deslizamientos de tierras, sin un claro terremoto que los genere, puede pasar un buen rato antes de que las boyas marítimas comiencen a indicar que ocurre algo raro. Es la detección del terremoto y sus características lo que nos permite deducir que viene la ola. Los deslizamientos de tierras se pueden captar, pero resultan mucho más ambiguos.

Sobreviviendo al maremoto.

Tilly Smith

Tilly Smith (izda.), de 10 años de edad, había prestado atención a su profe en clase. Así sabía que cuando el mar se va, es para volver con muy mal genio. Gracias a eso y a su entereza, salvó la vida de numerosas personas en una playa de Phuket (Tailandia) cuando llegó el maremoto de 2004, al dar la alerta que nadie más supo dar. Foto: © The Nation, Tailandia.

Me insisten en que la educación es importante. Durante el maremoto del Índico de 2004, una jovencita británica de diez años llamada Tilly Smith salvó a decenas de personas en una playa de Tailandia al recordar lo que les había contado en clase su profesor Andrew Kearney sobre lo que podía pasar cuando el mar se va. Tilly vio que el mar se iba y se lo explicó a sus padres. Su madre no la creía, pero su padre percibió tanta firmeza en sus palabras que avisó a otros bañistas y al personal del hotel donde se alojaban, activando así una evacuación improvisada. Cuando el mar regresó con todo su poder, fue una de las pocas playas del sector donde no hubo ni un solo muerto.

En realidad, la manera más eficaz de salvarse de un maremoto es relativamente sencilla: al primer indicio, corre. No te quedes a mirar. No pases de todo. No comentes la jugada. No intentes recoger tus posesiones ni ir a buscar el coche ni nada por el estilo. Alerta a los demás, intenta ayudar a quienes no puedan valerse por sí mismos y corre como si te fuera la vida en ello, porque te va. Aléjate del agua hacia el lugar más alto posible: montes, lomas, las plantas superiores de edificios resistentes. Si no hay otra cosa, incluso las copas de árboles grandes, difíciles de desarraigar. Lo que puedas. Una diferencia de pocos metros de altura representa la diferencia entre la vida y la muerte. Y si no hay absolutamente nada sólido a lo que subirse, simplemente corre tierra adentro. El maremoto perderá fuerza conforme avance hacia el interior. Si te pilla, intenta agarrarte a algo que flote. Hay gente que ha sobrevivido así.

¿Y cuáles son esos indicios de que viene un maremoto? Pues el primero de todos es un terremoto percibido en una zona costera. Si estás cerca de la orilla (incluyendo la de los ríos y canalizaciones próximos al mar) y notas un terremoto, ponte en alerta. A lo mejor no pasa nada, la mayoría de veces no pasará nada, pero tú presta atención. Por desgracia, este indicio no es de fiar: a menudo el terremoto se produce lejos, muy mar adentro, y no se percibe en tierra. Entonces sólo te queda lo mismo que alertó a Tilly Smith: que el mar se retire, como si de repente la marea hubiese bajado mucho. Lamentablemente, esto tampoco ocurre siempre, sino sólo cuando llega el vano de la ola en primer lugar. Otras veces, la cresta viene por delante. Entonces, la cosa se complica. Los tsunamis de verdad no son como las olas esas de hacer surf que salen en las pelis. Es más como una inundación rápida que crece y crece y crece sin parar. Si lo ves venir, ya lo tienes encima.

En este caso, bien, tenemos un problema. Cuentas con muy poco tiempo. Correr ya no vale porque, así seas Usain Bolt, el agua es más rápida que tú. Lo primero, intenta agarrarte con fuerza a algo que flote, lo que sea. No permitas que te atrape dentro de un vehículo: los vehículos vuelcan enseguida y te ahogas, además de que las carreteras y caminos se colapsan en un plis. Ni tampoco en un edificio bajo (como un bungaló, caseta, chiringuito, chalecito, nave o demás): si te quedas ahí dentro, el agua simplemente seguirá subiendo hasta llegar al techo y ahogarte. Sal como puedas. Si puedes encaramarte a algo alto, cualquier cosa, pues arriba. Una vez te veas en el agua, no intentes pelear contra ella. No puedes ganar: el mar es infinitamente más fuerte que tú y sólo lograrás agotarte enseguida. Déjate llevar, intentando mantener la cabeza fuera del agua (obvio) y evitar los golpes contra otros objetos que pueda estar arrastrando. No sueltes tu salvavidas, por precario que sea. Si no te engancha nada, lo más probable es que la ola al retroceder se te lleve mar adentro. Calma, hay personas que han sido rescatadas después de varios días en el mar, aferradas a su trozo de madera. Es normal tener miedo, mucho miedo, pero no permitas que te venza el pánico. Si se nos apodera el pánico cometeremos estupideces, y si cometemos estupideces en una situación así, se acabó la partida. Jaque mate.

Cartel de información para tsunamis en Puerto Rico

Cartel de información para tsunamis en el bosque estatal de Guánica, Puerto Rico. Las instrucciones básicas son sencillas: corre todo lo que puedas, lo más alto que puedas, y si no puede ser, lo más lejos de la orilla que puedas. Foto: G. Gallice vía Wikimedia Commons.

Otra causa de mortandad es que el maremoto puede comportarse de manera distinta en diferentes lugares de la costa. Hay gente que lo ve subir poco en otro punto de la orilla y se piensa que está segura. Tú, ni caso: a correr hacia lo alto. El comportamiento de un tsunami depende de numerosos factores muy complejos, y a lo mejor en la otra punta de la playa sube sólo unos centímetros, pero donde estás tú te mete cinco metros. Así que ojito.

Jamás hay que olvidar que un maremoto puede componerse de múltiples olas y durar varias horas. La primera ola tampoco tiene por qué ser la peor de todas, y de hecho muchas veces no lo es. Hay gente que ha muerto porque creía que, al haber escapado de la primera, estaba a salvo de la segunda y sucesivas. Tampoco faltan las personas que perecieron al acudir o regresar al área devastada tras el primer impacto, para prestar auxilio o en busca de familiares, amigos, mascotas o bienes; al hacerlo, se encontraron de bruces con el segundo golpe o los siguientes. La zona afectada por un tsunami no es segura hasta que las autoridades científicas pertinentes no digan que es segura; y aún así, con cuidadín.

Lisboa reloaded.

En general, los especialistas con los que he consultado consideran mucho más plausible (y temible) una repetición del tsunami de Lisboa que del ocasionado por el deslizamiento BIG’95. La repetición del BIG’95 es sumamente improbable; no ha vuelto a haber otro en estos últimos once milenios y medio. Pero algo como lo del día de Todos los Santos de 1755 no sería tan raro. Fuertes terremotos en la falla de Azores-Gibraltar, con maremotos que alcanzaron las costas circundantes, ha habido unos cuantos más.

Para acabar de arreglarlo, en 1755 la zona de la Bahía de Cádiz estaba relativamente poco poblada y menos urbanizada. Ahora es todo lo contrario, con el Polo Químico de Huelva –prácticamente a nivel del mar– como guinda del pastel. La base naval de Rota, donde a menudo atracan buques a propulsión nuclear, tampoco es moco de pavo. Teniendo en cuenta que un submarino de la clase Los Angeles tiene un calado de 9,5 metros cuando está en superficie y el tsunami en esa zona podría andar por los 12 – 15, no sería nada extraño que lo sacara del puerto y lo plantase, pongamos, en medio del Arroyo del Salado. En este plan. Aunque el reactor estuviera asegurado y no hubiese sufrido daños, ya puedes imaginarte las carreras hasta cerciorarse, en un momento en el que harían falta recursos por todas partes.

Con submarino o sin él, el desastre sería mayúsculo en todo el sector. Uno de los problemas de estas catástrofes es que son a la vez improbables, impredecibles y veloces. Esto no es Japón, donde está claro que vas a tener un maremoto gordo de vez en cuando (aunque aparentemente los directivos de TEPCO no se habían enterado, o querido enterar…) En España, son tan improbables como para que asignar grandes recursos a prevenirlas se perciba como un despilfarro, sobre todo en una época donde hace falta tanto en tantas partes. Al mismo tiempo, su impredecibilidad y rapidez hacen que, cuando se producen, o lo tienes ya todo listo en el sitio o apenas da tiempo para nada y nos las comemos con patatas. Y luego todo el mundo chilla que cómo es que no se habían tomado medidas y tal.


Bibliografía:

  • Bernet, S.; Canals, M.; Alonso, B.; Loubrieu, B.; Cochonat, P.: The BIG-95 and CALMAR 97 shipboard parties, 1999. Recent slope failures and mass-movements in the NW Mediterranean Sea. En: Ollier, G.; Cochonat, P.; Mendes, L. (Eds.), Seafloor Characterization/Mapping Including Swath Bathymetry, Side-Scan Sonar And Geophysical Surveys. Third Eurpean Marine Science and Technology Conference. Session Report. EU, Lisboa, págs. 111-126.
  • Lastras, G.; Canals, M.; Hughes-Clarke; J. E.; Moreno, A.; De Batist, M.; Masson, D. G; Cochonat, P. (2002): Seafloor imagery from the BIG’95 debris flow, Western Mediterranean. Geology, 30, (10), 871-874. DOI: 10.1130 / 0091-7613 (2002)030<0871 : SIFTBD>2.0.CO;2.
  • Urgeles, R.; Lastras, G.; Canals, M.; Willmott, V.; Moreno, A.; Casas, D.; Baraza, J.; Bernè, S. (2003): The Big’95 debris flow and adjacent unfailed sediments in the NW Mediterranean Sea: Geotechnical-sedimentological properties and dating. Advances in Natural and Technological Hazards Research, vol. 19 (2003), págs. 479-487.
  • Canals, M.; Lastras, G., Urgeles, R; De Batist, M.; Calafata, A. M.; Casamora, J.L. (2004): Characterisation of the recent BIG’95 debris flow deposit on the Ebro margin, Western Mediterranean Sea, after a variety of seismic reflection data. Marine Geology, vol. 213, nos. 1–4, 15 de diciembre de 2004, págs. 235–255.
  • Atwater, B. F. et al: Surviving a Tsunami — Lessons from Chile, Hawaii, and Japan. United States Geological Survey, circular 1187, versión 1.1, 1999-2005.
  • Lastras, G.; Vittorio, F.; Canals, M.; Elverhøi, A. (2005): Conceptual and numerical modeling of the BIG’95 debris flow, Western Mediterranean Sea. Journal of Sedimentary Research, 2005, v. 75, 784–797. DOI: 10.2110 / jsr.2005.063.
  • Iglesias, O.; Lastras, G.; Canals, M.; Olabarrieta, M.; González Rodríguez, E. M.; Aniel-Quiroga, Í.; Otero, L.; Durán, R.; Amblàs, D.; Casamor, J. L.; Tahchi, E.; Tinti, S.; De Mol, B. (2012): The BIG’95 submarine landslide-generated tsunami: a numerical simulation. The Journal of Geology, vol. 120, nº 1 (enero 2012.) ISSN: 0022-1376.
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El inquietante superbólido de Chelyábinsk

No hace falta un gran meteorito para matar a una montaña de gente.
Por ejemplo, en mi ciudad o en la tuya.

Una de las cosas importantes que han ocurrido durante este periodo de standby fue el impacto, o más bien la detonación aérea, del superbólido de Chelyábinsk. Seguro que te acuerdas, porque fue muy sonado y sobre todo grabado:

El superbólido de Chelyábinsk se desintegra en la atmósfera terrestre sobre las 09:20 local (03:20 UTC) del 15 de febrero de 2013, a unos 19,16 ± 0,15 km/s (aprox. 69.000 km/h) y 18,3 ± 0,2° de ángulo de incidencia. La desintegración se produjo entre los 83 y los 26 km de altitud, unos 35 km al Sur del centro urbano, liberando de 440 a 590 ± 50 kilotones de potencia explosiva (90 de ellos en forma de luz). La onda de choque fue captada por 17 detectores infrasónicos de la Organización del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares, incluso desde la Antártida, y dio varias vueltas a la Tierra antes de disiparse por completo más de un día después.

Trayectoria del superbólido de Chelyabinsk y ubicación de los fragmentos encontrados.

Trayectoria del superbólido de Chelyabinsk y ubicación de los fragmentos encontrados. (Clic para ampliar)

Comenzaremos por algo muy parecido a una perogrullada: la capacidad de una gran explosión aérea para causar daños en tierra, en términos generales, aumenta con su potencia y se reduce con la distancia al blanco (tanto en el plano horizontal como en el vertical). Aunque cabe hacer algunos matices al respecto (como el “efecto escudo” de montañas y colinas o el “efecto espejo” de determinados fenómenos meteorológicos, entre otros), resulta obvio que una explosión muy potente que suceda muy lejos no nos hace nada, mientras que una explosión relativamente pequeña que detone justo al lado puede hacernos polvo. La manera precisa como esto sucede se estudió muy bien durante la Guerra Fría, para aumentar la eficacia destructiva de las armas nucleares; hoy en día tenemos incluso divertidas aplicaciones que lo calculan con bastante exactitud.

Detonación de 455 kt a 10.000 y 1.400 m sobre la ciudad de Valencia, España.

Arriba: Efectos de una detonación de 455 kilotones a 10.000 metros de altitud sobre la ciudad de Valencia. 1ª línea naranja – quemaduras de 2-3º, incendios dispersos (R = 6.160 m). Línea azul – onda de choque de 1 psi, con heridas por cristalería y fragmentos (R = 6.650 m). 2ª línea naranja- quemaduras de 1-2º (R = 12.400 m). Última línea naranja – zona segura (R = 17.600 m). | Abajo: Efectos de la misma detonación a 1.400 metros de altitud. Círculo verde/rojo – área de aniquilación con sobrepresión > 20 psi y radiación directa > 100 – 500 rem (R = 1.780 – 2.240 m). 1ª línea azul – Colapso generalizado de construcciones (5 psi, R = 5.400 m). 1ª línea naranja – Inflamación espontánea de combustibles (15 cal/cm^2, R = 7.570 m). 2ª línea naranja – Quemaduras de tercer grado con probabilidad = 100% (10,8 cal/cm^2, R = 8.840 m). 2ª línea azul – sobrepresión de 1,5 psi, con numerosas heridas graves por cristalería y fragmentos (R = 10.900 m). – 3ª línea naranja – Quemaduras extensas de 2º-3º (R = 11.700 m). – 3ª línea azul – sobrepresión de 1 psi, con heridas por cristalería (R = 12.900 m). 4ª línea naranja – Quemaduras de 1º-2º (R = 15.900 m). – Última línea naranja – zona segura (R = 20.200 m). En el primer caso habría unos centenares de muertos, quizá algún millar; en el segundo, más de 600.000. Fuente: Nukemap v2.4 de Alex Wellerstein. (Clic para ampliar)

Si yo, por ejemplo, hago estallar una bomba de esos mismos 450 kilotones aproximadamente a diez mil metros sobre tu cabeza, vas a tener un círculo de unos 12-13 kilómetros de diámetro con gente quemada (de segundo grado más que nada), heridas por cristalería e incendios dispersos. Te encontrarás quemados de primer grado hasta los 17,5 km, con algún que otro muerto porque le ha caído una pared vieja encima y cosas así. Seguramente se irá la luz, habrá reventones en las conducciones de agua y alcantarillado y tendrás algo de radiación residual en el ambiente (las explosiones nucleares aéreas son mucho más limpias que las de superficie porque no levantan y esparcen grandes cantidades de material contaminado). Todo ello sin duda suficiente para que te acuerdes de toda mi parentela hasta el último antepasado común por lo menos, pero según a la hora del día en que te la meta (y, por tanto, lo a cubierto que esté tu población), puede que ni siquiera mate mucho. Tu ciudad sobrevivirá bastante bien y probablemente en unas décadas estaremos haciendo negocios y celebrando el Día de la Memoria con lagrimitas de los embajadores respectivos y esas cosas. Lo de Hamburgo, Dresde, Tokio, Hiroshima o Nagasaki fue mucho peor y ya ves.

En cambio, si te enchufo el mismo petardo a 1.400 metros de altitud, los resultados van a ser un pelín distintos. Para empezar, los primeros dos kilómetros y medio alrededor de tu centro urbano van a resultar literalmente aniquilados y tendrás problemas para encontrar supervivientes en otros tantos más. Buena parte de los edificios se derrumbarán en cinco kilómetros a la redonda y los demás echarán a arder porque los combustibles del tipo de la gasolina o el gas se inflaman hasta los 7,5 km (aprox. 15 cal/cm2), ocasionando grandes incendios y quizá una tormenta de fuego. Vas a encontrarte muchos quemados graves de segundo y tercer grado a 10 km y personas descuartizadas por los cristales a más de 11 (un diámetro de 22 km). Nadie estará seguro hasta los 20 km de distancia del eje de la explosión, y luego empezaremos a hablar de la contaminación radiactiva. Pero de buen rollito, ¿eh?

Si tu ciudad es más o menos del tamaño de la mía, dependiendo de la fecha y la hora, con ese pepinazo de medio megatón voy a hacerte como unos 625.000 muertos y 350.000 heridos. Si se parece más bien a París, Nueva York, Moscú, México DF o Pekín, cuenta con un millón y medio de muertos y de dos a cuatro millones de heridos, ascendiendo a 2-3 millones de muertos y casi cinco millones de heridos en monstruos urbanos como Shanghái o Delhi. Por el extremo contrario, si se trata de una localidad mediana o pequeña, bueno, morirá menos gente, pero por la única razón de que una vez os he matado a todos ya no puedo cargarme a nadie más. Vamos, que resultaríais erradicados.

Hoy por hoy, ya no solemos desplegar bombas tan potentes. Estos son tiempos de supresión selectiva, exterminio quirúrgico y esas moderneces; para los genocidios, el machete sale más económico y siempre encuentras a justicieros con ansias de darle su merecido a unos cuantos millones de prójimos. Por lo demás, hoy en día montar cabezas nucleares muy potentes se considera un signo de atraso: no confías en la precisión de tus misiles, así que aseguras la destrucción del blanco por la vía del petajulio. Estás anticuado. O eso dicen.

Sin embargo, Mamá Naturaleza pasa monumentalmente de tales sutilezas. Y puedes jurar por tu dios favorito que los cuerpos menores del sistema solar, al igual que los terremotos, los volcanes, los tsunamis, la peste negra, la viruela o la toxina botulínica, son perfectamente naturales. En el caso de los cuerpos menores, que incluyen a los asteroides, los cometas, los meteoroides y otros objetos capaces de hacer que el cielo caiga sobre nuestras cabezas, no hay un límite bien definido para la cantidad de energía de esa tan natural con que pueden bendecirnos.

Sabemos que en este sistema solar no quedan cosas amenazadoras tan grandes como Tea. Las que hubo, ya hicieron lo suyo muchísimo tiempo atrás. En la actualidad, los objetos próximos a la Tierra más grandes que hemos detectado son los asteroides (1036) Ganymed y (433) Eros, ambos en la escala de los treinta kilómetros, mayores que el que mató a los dinosaurios. Sin embargo, ninguno de estos parece estar en ruta de colisión con nuestro planeta, por mucho. Entre los que sí podrían hacerlo alguna vez rondan por ahí tipos como el objeto doble (4179) Tutatis(4953) 1990 MU, en el rango de los 3-4 kilómetros, ambos más pequeños que el de los dinos. Sin embargo, sus probabilidades de impacto son muy, muy bajas y muy lejanas en el futuro.

El asteroide (4179) Tutatis fotografiado por la sonda espacial china Chang'e-2.

El asteroide (4179) Tutatis fotografiado por la sonda espacial china Chang’e-2 en diciembre de 2012. Tiene un tamaño de 4,5 × 2,4 × 1,9 km y ha estado pasando relativamente cerca de la Tierra cada 4 años (la próxima vez le toca en 2016, pero luego no volverá a hacerlo hasta 2069.) Por este motivo, su órbita ha sido cuidadosamente calculada y carece de la posibilidad de topar con la Tierra en muchos siglos. Imagen: Administración Nacional del Espacio de China.

Hasta hace poco se pensaba que el asteroide (29075) 1950 DA tenía una buena posibilidad de atizarnos allá por el año 2.880, cuando –si seguimos por aquí y progresando más o menos al mismo ritmo histórico que hasta ahora– probablemente seremos capaces de apartarlo con facilidad. En todo caso, parece que esta posibilidad ha quedado excluida mediante mediciones más recientes. Por otra parte, los distintos sistemas de alerta planetaria (LINEAR, NEAT, Spacewatch, LONEOS, Catalina, Pan-STARRS, NEOWISE, etc) creen haber detectado ya más del 90% de los objetos mayores de un kilómetro que pudieran caernos encima y ahora van a por los de 140 metros. Aunque siempre existe alguna incertidumbre, es difícil que se nos haya escapado algo verdaderamente grande. En estos momentos, no hay nada que llegue ni siquiera al nivel 1 ni en la escala de Turín ni en la escala técnica de Palermo. Vamos, que no parece que el apocalipsis improbable ese en el que creen algunos vaya a venir de los cielos.

Sin embargo, a mí los que me inquietan son precisamente los pequeños; pequeños como Tunguska o Chelyábinsk. Porque apocalipsis, lo que se dice apocalipsis, va a ser que no; pero para arrearnos un guantazo megaletal en alguna región densamente habitada no hace falta medir un kilómetro. Ni siquiera 140 metros. Puede que el de Tunguska no superara los 60 metros (aunque algunos sugieren un tamaño considerablemente mayor de 90 a 190 e incluso 1.000, si bien con una densidad muy baja) y liberó entre 3 y 20 megatones de una manera notoriamente destructiva. El bólido de Chelyábinsk nos ha confirmado que un objeto de unos 20 metros puede producir fácilmente 440 – 590 kilotones, en torno al medio megatón. Por fortuna lo hizo a tanta altitud y distancia de las áreas más pobladas que, pese a los innumerables cristales rotos y la gran cantidad de gente que sufrió cortes diversos, sólo dos personas resultaron heridas de gravedad.

En un área más poblada, con un objeto que estallase más cerca e incluso llegara al suelo, difícilmente discutiremos que un fenómeno de estas características causaría gran mortandad y devastación. Existe incluso un posible precedente histórico, en China. Con todas las precauciones que exigen siempre los documentos antiguos, hay al menos cuatro escritos del periodo Ming hablándonos de unas “piedras que cayeron del cielo como lluvia” en el área de Quinyang allá por marzo o abril del año 1490. Al parecer, mataron a más de 10.000 personas y los supervivientes evacuaron la ciudad. Más o menos por las mismas fechas, el impacto de Mahuika provocó un megatsunami que obligó a huir a las poblaciones costeras de lo que hoy en día son Australia y Nueva Zelanda, matando a quién sabe cuántas que no lo lograron. No son pocos quienes piensan que ambos sucesos están relacionados y de hecho podrían ser el mismo.

Y, amigo mío, amiga mía, esos objetos pequeños están en estos momentos fuera del alcance de ¿nuestra tecnología? No, no, qué va. De nuestras ganas de gastar pasta. Por supuesto que podríamos detectarlos si nos pusiésemos a ello, al menos con tiempo suficiente para cursar una alarma de defensa civil a las poblaciones en peligro, igual que se hace con los tsunamis. Pero no nos da la real gana. Hay otras prioridades.

El asteroide 2008 TC3 detona sobre el Desierto de Nubia, Sudán, en imagen tomada por el satélite Meteosat-8.

El asteroide 2008 TC3 detona sobre el Desierto de Nubia, Sudán, en imagen tomada desde el satélite Meteosat-8 después de que fuera descubierto por el Catalina Sky Survey. Con un diámetro de 4,1 metros, penetró en la atmósfera a las 02:46 UTC (05:46 local) del 7 de octubre de 2008, liberando entre 0,9 y 2,1 kilotones. Fue la primera vez en que se detectó un objeto en rumbo de colisión con la Tierra antes de que se produjese el impacto (19 horas antes.) Imagen: © EUMETSAT – Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos. (Clic para ampliar)

El caso es que se nos cuelan constantemente. De los impactos en lo que llevamos de siglo XXI, sólo dos se detectaron con alguna antelación. El primero fue 2008 TC3, una rara ureilita de unos cuatro metros, que estalló a gran altitud sobre el desierto de Nubia, Sudán, en torno a las 05:46 AM del 7 de octubre de 2008, hora local (02:46 UTC); la explosión liberó entre uno y dos kilotones. Fue observada 19 horas antes de que llegase a la Tierra por Catalina de la Universidad de Arizona, Estados Unidos, y luego trazada por una diversidad de sistemas civiles y militares hasta su desintegración. Los científicos pudieron recuperar los restos en el área de impacto, proyectada con notable precisión.

El segundo es mucho más reciente: 2014 AA, con un tamaño similar al anterior. Se desintegró sobre una región remota del Atlántico Central a las 04:02 del 2 de enero de 2014. Lo descubrieron 21 horas antes del impacto en otro observatorio de Catalina (sí, los amerikantsy son los únicos que parecen tomarse todo esto verdaderamente en serio; a cada uno, lo que le toca.) Hubo explosión, captada (como muchas otras) por los detectores infrasónicos del Tratado de Prohibición de Ensayos Nucleares, pero tan lejana que no se pudo cuantificar la potencia. En todo caso, con 19 y 21 horas de antelación, habría dado tiempo de proteger, evacuar o al menos alertar a la gente si se hubieran dirigido a regiones habitadas. ¿Ves cómo sí que podemos?

Lamentablemente, son los únicos. No hay medios para escudriñar el suficiente cielo durante el suficiente tiempo. En 2002 se nos colaron los de Vitim (Rusia) y el Mediterráneo Oriental, este último con la potencia de la bomba de Nagasaki. En 2009 el de Sulawesi (Indonesia), que también liberó entre 10 y 50 kilotones. En 2012 el de Sutter’s Mill, sobre California (Estados Unidos) con 4 kilotones. En 2013, el de Chelyábinsk, con su potencia explosiva en la categoría de un misil balístico intercontinental, por fortuna dispersada a gran altitud. Alguno que no nos dio sólo lo detectamos cuando ya se iba, como 2002 MN, con 73 metros de diámetro. 73 metros bastan para generar varias decenas de megatones.

Por simple probabilidad, estos objetos tienden a hacer impacto en zonas despobladas porque la mayor parte de la Tierra está, básicamente, deshabitada. Mares y océanos cubren más del 70% de su superficie. Los desiertos fríos y cálidos suponen una tercera parte de las tierras emergidas. Hay regiones inmensas, como la Rusia Asiática, con muy pocos habitantes. Sin salir de España, en el donut situado entre las costas y Madrid no son raras las densidades de población por debajo de veinte e incluso de diez habitantes por kilómetro cuadrado. Los humanos tendemos a concentrarnos en unas áreas determinadas por una diversidad de razones socioeconómicas e históricas, así que la mayoría de cosas que ocurren en la Tierra no nos dan, o nos dan relativamente poco.

Fragmento del meteorito de Chelyábinsk recuperado en el lago Chebarkul.

Fragmento del meteorito de Chelyábinsk recuperado en el fondo del lago Chebarkul, a unos 70 km de la ciudad. Se trata de una condrita LL (baja en hierro y metales), menos común que las condritas H (altas en hierro) que he utilizado para ilustrar el impacto de este post. Imagen: © RT.

Pero por ese mismo motivo, existen algunas regiones donde la densidad de población es muy alta, a veces extremadamente alta. En el Sur de Asia viven 400 personas por kilómetro cuadrado. En Europa Occidental hay países que superan las 300 e incluso se acercan a 500, como Holanda. Lo mismo ocurre en algunos estados norteamericanos. Bangladesh roza los mil. El área metropolitana de Madrid los supera. La de Tokio anda por 9.000.

Y un día de estos, podemos encontrarnos con uno malo. Digamos una condrita, que son los más comunes, de entre 50 y 150 metros de diámetro, con una masa en el orden de los dos millones de toneladas. Que estalle a baja altitud sobre una región densamente habitada, o incluso llegue a entrar en contacto con la superficie, entera o a cachos. Como suele decirse, la cuestión no es si esto sucederá, sino cuándo: antes o después de que aprendamos a detectarlos y tomar medidas al respecto. Si es antes, lo vamos a lamentar. Entre otras razones, porque esa región densamente habitada puede ser la tuya, o la mía.

Internet está llena de aplicaciones de esas divertidas para romper cosas. Como antes ya vimos una para calcular explosiones atómicas, ahora vamos a suponer que nuestra condrita llega a golpear el suelo y utilizaremos esta otra de la Universidad Purdue y el Imperial College de Londres. Digamos que tiene cien metros de diámetro, con una densidad normal para las condritas de 3.300 kg/m3, y llega a la misma velocidad que el de Chelyábinsk: aproximadamente 19,2 kilómetros por segundo. Pero esta vez va a entrar con un ángulo más acusado: 45º. Para que no se me enfade nadie imaginaremos también que atiza justo aquí al lado de mi casa, en Valencia, cuyo suelo es esencialmente sedimentario.

Efectos del impacto de una condrita de 100 m de diámetro en la ciudad de Valencia.

Efectos del impacto de una condrita de 100 m de diámetro en la ciudad de Valencia, con indicaciones de sobrepresión. Círculo negro: cráter de impacto, 480 -> 360 metros de profundidad. Círculo sobre 20 psi (138 kPa): destrucción total, incluso de las estructuras reforzadas de hormigón armado; mortalidad del 100%. Círculo de 20 a 10 psi (69 kPa): destrucción generalizada de las estructuras residenciales, industriales y análogas; mortalidad superior al 90%. Círculo de 10 a 3 psi (>20 kPa): daños, lesiones y mortalidad entre el 5% y el 90% por derrumbamientos y proyectiles. Círculo de 3 a 1 psi: daños, lesiones y mortalidad dispersa (< 5%) por pequeños derrumbamientos y proyectiles. Mapa: © Google Maps. (Clic para ampliar)

Este objeto llega con una energía de unos 76 megatones. Sin embargo, al penetrar en la atmósfera terrestre, comienza a fragmentarse y ralentizarse. Se rompe a aproximadamente 53.000 metros de altitud y llega a tierra menos de cinco segundos después en pedazos que aún viajan a 8,9 km/s, o sea 32.000 kilómetros por hora, más de seis veces más rápidos que la bala más veloz. La energía efectiva de impacto son 16,2 megatones, por encima de Castle Bravo.

A menudo los meteoritos hacen impacto de buena mañana, o sea entre la medianoche y el mediodía. Este curioso hecho se debe a que el “lado matutino” de la Tierra coincide con el sentido de avance alrededor del Sol y los meteoritos no suelen “caer” realmente, sino que más bien los embestimos nosotros. Un objeto celeste tiene que traer una trayectoria un poco peculiar para darnos por detrás, en el “lado vespertino.” Sucede, pero menos. Así que supondremos que el impacto se produce en torno a las cinco o las seis de la mañana, cuando los niños aún duermen. Por piedad, y eso.

Se formaría un cráter momentáneo de 1.360 metros de diámetro y 480 de profundidad. En mi zona eso es un diámetro de unos veinte bloques de edificios, más buena parte del casco histórico. Ahí dormimos o nos estaríamos levantando unas 75.000 personas, que resultaríamos pulverizadas al instante junto con nuestras viviendas. Después los bordes del cráter colapsarían hasta alcanzar los 1.700 metros de diámetro, donde pueden residir fácilmente otras 25.000. Ya tenemos los primeros cien mil muertos.

Pero la catástrofe no ha hecho más que comenzar. En los impactos con una velocidad final inferior a 12 km/s no se produce esfera ígnea (fireball) ni efectos térmicos significativos (una diferencia notable con las armas nucleares o los impactos a mayor velocidad), así que vamos a evitarnos buena parte de los quemados. Por el contrario, la onda de choque es brutal, con una sobrepresión superior a las 20 psi (aprox. 138 kilopascales) en cinco kilómetros y pico a la redonda. Esta es la sobrepresión que se considera necesaria para derribar o dañar irrecuperablemente las construcciones sólidas de hormigón reforzado, matando a todo el mundo. Ese círculo de 10 km de diámetro cubre la ciudad de Valencia entera más media docena de localidades periféricas. Eso suma unos 900.000 muertos en los primeros quince segundos. Olvídate de la horchata de Alboraia. (En Madrid, por ejemplo, equivaldría al perímetro de la M-30; y en Barcelona, al círculo de Hospitalet de Llobregat a Sant Andreu, pasando por Horta-Guinardó).

Sin embargo, 10 psi (69 kPa) suelen ser suficientes para reventar los edificios corrientes y sacar a todos los que hay dentro a cachos por las ventanas. Con nuestro meteorito, este efecto se extendería hasta los 7,5 km, barriendo buena parte del área metropolitana de Valencia hasta más o menos el aeropuerto de Manises en unos veintitrés segundos. (En Madrid sería el círculo de la M-40 y en Barcelona, desde Cornellà hasta Santa Coloma) Por ahí comenzarías a encontrar a los primeros heridos, graves.

Impacto de cristal sobre pared de cemento a 2.200 metros de la detonación de Hiroshima (aprox. 3 psi.)

Esto es lo que le hizo un trozo de cristal a una pared de cemento situada a unos 2.200 metros de la detonación de Hiroshima (sobrepresión estimada en ese punto: 3 psi; velocidad del viento: 165 km/h). Imagínate lo que pasa si le da a una persona. Objeto: Museo Memorial de la Paz de Hiroshima.

La mortandad y los derrumbamientos generalizados se extenderían hasta los catorce kilómetros de distancia, cuando el pico de sobrepresión cae por debajo de las 3 psi (20,7 kPa). Zonas residenciales como las de Torrent o La Cañada, con sus chalés de no muy alta resistencia y sus bosquecillos listos para convertirse en proyectiles, se encuentran en esta zona. Más allá hallarías sobre todo heridos por cristalería y el colapso de construcciones viejas o de pobre calidad, como muros o cosas así, igual que en Chelyábinsk. Sin embargo, ese círculo mortífero de catorce kilómetros de radio cubre gran parte del área metropolitana de Valencia, donde vivimos aproximadamente 1.600.000 personas. Según los datos que estamos manejando, hablaríamos de como un millón de muertos y otros 300.000 heridos o así, suponiendo que no atice en plenas Fallas o algo por el estilo. Es decir, una matanza cuatro veces mayor que la del tsunami del Océano Índico de 2004, comparable a la del genocidio de Ruanda. En menos de un minuto.

He elegido Valencia no sólo para que no se me enfade nadie (o se me enfaden todos mis vecinos), sino también porque es una ciudad mediana bastante característica. No es el peor caso imaginable. En Valencia hay áreas de intensa urbanización mezcladas con otras menos densas e incluso zonas de –lo que va quedando de– huerta. Además, es un territorio llano, lo que facilitaba los cálculos. :-P Pero vamos, que no quería ponerme tremendista del todo y tal. Evidentemente, el caso peor sería un impacto de estas características en o sobre una gran conurbación densa y muy poblada, donde nos iríamos a los tres o cuatro millones de muertos.

No sólo eso. Si el efecto físico de las grandes explosiones en o sobre las áreas habitadas está muy bien estudiado a raíz de la Guerra Fría, su impacto socioeconómico sobre la economía regional y nacional es menos conocido. Por los bombardeos estratégicos de la Segunda Guerra Mundial y otras grandes catástrofes sabemos que se produce un intenso empobrecimiento de las comarcas circundantes y una caída más o menos proporcional del PIB nacional. En todo caso, una catástrofe de primera división.

Se puede aducir que la probabilidad de un impacto de estas características es baja. Es cierto: en toda la historia escrita, sólo parece haber ocurrido en ese caso chino que te contaba más arriba. Sin embargo, es una probabilidad real. No para dejar de dormir por las noches, pero tampoco para tomársela en broma, porque un posible millón de muertos no son ninguna broma. A mí, al menos, me resulta preocupante.

Y cabreante, porque los programas para detectar estos cuerpos celestes con tiempo para alertar o evacuar a la población no son realmente caros. El Catalina Sky Survey que he mencionado varias veces a lo largo de este post como uno de los mejores detectores de objetos peligrosos en la actualidad consume un presupuesto anual de poco más de un millón de dólares, por cuenta de la NASA. Sí, unos 750.000 euros, una miseria. El más ambicioso Pan-STARRS requiere unos diez millones de dólares al año. Para cualquier economía desarrollada, calderilla ínfima. Evitaré las comparaciones con los salvamentos de bancos, autopistas y demás por no hacerme mala sangre. El caso es que aquí estamos, abiertos de patas ante lo que el cosmos nos quiera mandar, porque así están las cosas y por lo visto nos parece bien.

Daños causados por el superbólido de Chelyábinsk en el Teatro Dramático de la ciudad.

Daños causados por el superbólido de Chelyábinsk en el Teatro Dramático de la ciudad. En total, 1.491 personas necesitaron asistencia médica por causa de los cristales, entre ellas 311 menores de 14 años; hubo que hospitalizar a 112. Una mujer de 52 años tuvo que ser trasladada a Moscú con lesiones espinales. Foto: Nikita Plekhanov vía Wikimedia Commons.

 

La profesora Yulia Karbysheva de Chelyábinsk.

La profesora Yulia Karbysheva (en la foto), al ver el potentísimo destello en el cielo, mandó a sus 44 alumnos de 4º de Primaria en la escuela nº 37 de Chelyábinsk “agacharse, cubrirse y mantenerse” bajo los pupitres (lo que en EEUU llaman “duck and cover”, la maniobra estándar de protección básica de emergencia en caso de ataque nuclear). Cuando llegó la onda de choque ninguno de sus alumnos resultó herido pero ella, que se había quedado en pie, sufrió varios cortes que le afectaron a un tendón. Por fortuna, se recuperó de sus lesiones. Foto: © Agencia Dostup1, Rusia.

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Así le tomamos la medida al tiempo

Estas fechas son muy curiosas.

Termómetro de mercurio

Que el termómetro y su escala sean una invención humana no significa que el calor no exista. Pues con el tiempo pasa igual. Imagen: Wikimedia Commons.

Me sigo encontrando con personas que no captan a la primera la diferencia entre el tiempo y la medida del tiempo. O sea, entre el tiempo como hecho físico y la manera como lo contamos: años, días, segundos, etcétera. En consecuencia, algunas opinan que el tiempo es una invención humana y no existe de verdad.

Bien, pues esto es como confundir el espacio con los kilómetros, o el calor con los grados centígrados. O los números con las cosas que cuentan. Por ejemplo, por mucho que el número 8 con sus dos cabecitas una encima de la otra sea una invención humana, si nos dan ocho bofetones en vez de uno o dos pillaremos enseguida la diferencia entre hecho físico (las bofetadas), medida (8) y la relación entre ambas. :-P Una cosa son los hechos físicos y otra distinta la manera como nosotros los humanos los medimos. Que es de lo que va este post.

El tiempo es un hecho físico real, que Aristóteles definió como la medida del cambio (Física, libro IV, partes 10-13.) Aunque Aristóteles esté bastante superado en estos temas, y aunque hubo otros que defendieron que el tiempo no existe con mejores argumentos, va a ser que sí existe, o algo que se le parece mucho. Si no existiera el tiempo, o algo que se comporta exactamente como el tiempo, este sería un universo estático, congelado en su mismísimo momento inicial. El tiempo y la entropía están estrechamente relacionados. Tanto, que hay quien los considera dos avatares del mismo hecho físico: el que obliga al universo a cambiar constantemente (por ejemplo, creando, desarrollando y destruyendo a cosas como tú o yo o las estrellas) y lo empuja irreversiblemente hacia adelante (o sea, hacia donde apunta la flecha del tiempo) sin parar. La flecha del tiempo, a su vez, quedó determinada por la bajísima entropía del universo inicial. En realidad el tiempo no es sino una de las cuatro dimensiones del espaciotiempo. El doctor Sergéi Krásnikov de Púlkovo tuvo a bien aclararnos un poco todo esto para este blog aquí.

La capacidad de medir el espaciotiempo tuvo que comenzar con la humanidad. Es difícil imaginar que en cuanto surgió una inteligencia intelectiva no comenzáramos a calcular cuántos pasos hay hasta aquella montaña, y si lograremos llegar antes del anochecer. Y si no, ya te enterarás, ya, cuando los tengas que caminar.

Parece que desde el principio nos aclaramos bastante mejor con el espacio que con el tiempo. Probablemente porque, al igual que los demás animales, tenemos una percepción intuitiva de la distancia. Un gato sabe cuánto tiene que saltar para cazar al ratón. Una araña, cuánto debe moverse para tejer su tela. Una abeja, por dónde anda su panal. El tiempo, en cambio, se nos hace un poquito más difícil de aprehender. Intuitivamente sabemos que está ahí, pues tenemos una percepción clara de pasado, presente y futuro; lo que se suele llamar el tiempo psicológico. Pero se presta mal a tocarlo con los dedos, o pasarle los ojos por encima (a decir verdad con el espacio en sí nos pasaría lo mismo, pero como podemos ver y tocar las cosas que se hallan en él, nos parece que lo controlamos mejor.) A medirlo, vamos.

Del sol y la luna, del día y el mes.

Básicamente sólo podemos medir el tiempo observando ciclos, y sólo hay dos ciclos obvios a primera vista para una inteligencia terrestre. El primero es el periodo de luz y oscuridad al que llamamos día. Este ciclo día/noche requiere muy poca inteligencia para captarlo y es incluso posible que algunos animales no humanos tengan alguna clase de consciencia del mismo, más allá de los ritmos circadianos y el mero seguimiento del entorno en general. El segundo es el ciclo lunar (lunación) y para ser exactos su periodo sinódico: el que va de luna llena a luna llena (o de nueva a nueva o como prefieras). Darse cuenta del periodo sinódico lunar ya requiere un poquito más de inteligencia, de memoria y de atención para al menos fijarse y llevar la cuenta.

Rotación terrestre

El eje de rotación terrestre está inclinado con respecto al plano de la Eclíptica (por así decirlo, la “línea Sol-Tierra”, representada en rojo en este gráfico.) Esto hace que tengamos estaciones y que las horas de luz y oscuridad varíen a lo largo del año. No está claro cuándo supimos con certeza que la suma de ambas dura siempre lo mismo. Imagen: 1718.wikispaces.com (Clic para ampliar)

En primera instancia, para medir el tiempo, la luz del sol no es un indicador muy preciso. A menos que estemos cerca del ecuador, las horas de luz (y oscuridad) varían notablemente a lo largo del año. A la latitud de España, por ejemplo, se van más de un 23%, que es muchísimo. En latitudes donde luego surgirían cosas curiosas como los lugares ahora llamados Cairo, Bagdad, Mbabane o Stonehenge, puede oscilar entre el 13,5% y el 36%. Esto es extraño, confunde. Nuestra cueva está siempre a los mismos pasos de distancia del río, pero cuando hace calor llegamos antes de que se haga de noche y cuando hace frío, no. No parece muy confiable, sobre todo si nos va la vida en ello. A un nivel muy primitivo, el día sólo nos sirve para contar ciclos luz-oscuridad, marcar momentos como el amanecer o el anochecer y hacer estimaciones genéricas.

No se sabe cuándo nos dimos cuenta de que la suma de luz y oscuridad dura siempre lo mismo y lo llamamos un día, porque la medida psicológica del tiempo es fuertemente subjetiva: hay ratos que se nos pasan volando y otros que no parecen acabar nunca, por no mencionar que mientras dormimos no nos enteramos. No es evidente por sí mismo. Para asegurarnos de que los días siempre duran lo mismo hace falta un reloj que no sea de sol, y aún faltaban muchos milenios para que tuviéramos esa clase de relojes. Intenta demostrar que un día completo dura lo mismo que el anterior sin un reloj o algo que desempeñe su función y enseguida me comprenderás.

Fases y libración lunar

Las fases de la luna, tal como se ven desde el Hemisferio Norte terrestre. El periodo transcurrido entre dos puntos cualquiera de sus fases siguiente varía relativamente poco, en torno a los 29,53 días. Por cierto, el bamboleo aparente se conoce como “libración”. Imagen: Wikimedia Commons.

La luna, en cambio, es más de fiar. El número de ciclos luz-oscuridad que transcurren entre luna nueva y luna nueva varía poco. Son siempre algo menos de treinta; convencionalmente, veintinueve (la media exacta son 29,5306). Como máximo se va de siete horas, apenas un 1%, en la práctica imperceptible a simple vista. Además, probablemente por mera coincidencia pese a lo mucho que se dice lo contrario, cuadra bastante con otro ciclo natural. Uno que, aunque suele irse bastante más, difícilmente nos pasaría desapercibidos a los humanos y sobre todo a las humanas: la menstruación, con sus 28 días de media pero a menudo 29. Que no en vano se llama también regla en numerosas lenguas latinas (español regla, francés règles, catalán regla, portugués regras, gallego regra, rumano regulă, occitano règla, etc.) e incluso en algunas muy poco latinas, como el ruso: регулы, transcrito reguly.

Sí, como la de medir espacio (es. regla, fr. règle, ca. regle, pt. régua, ro. riglă, etc.) La regla de medir y la regla de sangrar vienen del latín regŭla, o sea, un bastón o palo recto. Por ahí se origina también la palabra regular (del latín regulo, dirigir, guiar, seguramente con el susodicho bastón), que en numerosos idiomas modernos hace referencia a lo que es uniforme, lo que cambia poco, lo que siempre funciona igual. Y resulta que las cosas regulares van extraordinariamente bien para medir. No otra cosa es una regla de medir (distancias) o la dilatación y contracción del mercurio en un termómetro (temperatura) o las marcas de un transportador (ángulos.) Y cada vez que una jovenzuela de las que en el mundo son aprende a llevar la cuenta de su regla de sangrar mientras se le agitan las hormonas, está aprendiendo una nueva manera de medir el tiempo. Para medir cosas necesitamos una referencia regular absoluta, algo que siempre mida lo mismo, o al menos parecido. En el caso del tiempo, nos hacía falta un ciclo regular y Luna vino a regalárnoslo con su periodo sinódico.

Hueso de Lebombo y Tianhe-2

Arriba: el hueso de Lebombo (Swazilandia) con sus 29 marcas, de 35.000 años de antigüedad, un palo de cómputo como los que se siguen usando en la zona hasta la actualidad. Eso lo convierte en el primer instrumento matemático y por tanto científico conocido de toda la historia de la humanidad. Si además se usó para contar el ciclo sinódico lunar de 29 días, también sería el primer calendario. Abajo: el superordenador Tianhe-2 (Vía Láctea-2) del Centro Nacional de Supercomputación en Cantón, China. En el momento en que escribo esto, aparece en el Top500 como el más potente del mundo con 3.120.000 núcleos, 33,82 Pflops/s de Rmax (Linpack) y 54,9 Pflops/s de Rpeak teórica. Pese al abismo de tiempo, conocimiento, ciencia y tecnología entre ambos, en su esencia son lo mismo: instrumentos para computar.

Puede que por todo esto, los primeros calendarios de la humanidad fueron lunares. Los más antiguos se remontan a la prehistoria. Tenemos, por ejemplo, el calendario de Aberdeenshire, hallado en ese concejo de Escocia, con unos 10.000 años de edad. Sin embargo, hay algún otro objeto muy, muy anterior que resulta de lo más intrigante. Por ejemplo, el hueso de Lebombo (entre Sudáfrica y Swazilandia), un peroné de babuino con 35.000 años de antigüedad usado como palo de cómputo; los bosquimanos de la región siguen usando objetos similares para contar y calcular hasta la actualidad. Eso lo convierte en el instrumento científico más antiguo que se conserva, porque el hecho de contar es un acto matemático y por tanto científico. No hay ninguna diferencia obvia entre la lógica de fondo subyacente al hueso de Lebombo y al superordenador Tianhe-2 de los chinos, el más potente del mundo en estos momentos. Esencialmente, ambos sirven para lo mismo: para computar.

Y el hueso de Lebombo tiene… veintinueve marcas. Naturalmente, existen muchos motivos distintos por los que un ser humano quisiera contar veintinueve unidades de algo. Muchísimos. Pero igual de naturalmente, entre esos motivos se incluye la posibilidad de que alguien estuviese contando los días del ciclo lunar, o los de su ciclo menstrual, o ambos. En este caso, ese sería además el primer calendario conocido de la humanidad. Permíteme ensoñar por un instante: nuestro primer matemático, nuestro primer científico, al menos el primero que nos dejó una anotación, pudo ser una muchacha curiosa contando los días de su regla y comparándolos con las fases de la luna y maravillándose ante semejante prodigio hace treinta y cinco milenios tal noche como hoy, en plena Edad de Piedra. Lo que también la convertiría en el primer astrónomo, el primer astrofísico y el primer biólogo conocido. Por qué demonios no. Bajo sus cabellos tenía todo lo necesario para poder.

Bueno, ya. Sea Aberdeenshire o Lebombo o cualquiera de los otros que hay por ahí, no cabe duda: nuestros primeros calendarios fueron lunares, para contar días y meses. A decir verdad, lunisolares, puesto que establecen una relación entre el periodo sinódico lunar y el ciclo de luz-oscuridad al que llamamos “día”, regido por el sol. Y así, la humanidad comenzó a medir el tiempo por fin.

Del año, las estaciones y las horas.

Hay otra observación que tampoco pudo pasarnos desapercibida durante mucho tiempo. El día será poco de fiar a lo largo del año porque las horas de luz y oscuridad cambian mucho, pero ese cambio es en sí mismo regular. Por ejemplo, en Europa, cuando el clima es frío el sol se levanta menos en el cielo y durante menos tiempo que cuando es cálido. Es más: la altura máxima que el sol alcanza en el cielo desde el punto de vista terrestre va aumentando durante algo más de 180 días, desde la temporada fría a la temporada cálida. Luego, se reduce durante otros tantos, de la temporada cálida hasta la fría. Entre ambos, suman trescientos sesenta y pico. Y así una y otra vez. Es una regla.

Además, este hecho viene acompañado por toda otra serie de fenómenos cíclicos de gran importancia para nosotros los humanos desde tiempos prehistóricos: las migraciones de los animales que cazamos o carroñeamos, la maduración de las frutas y bayas que recolectamos, la necesidad o no de preparar pieles o tejidos para abrigarnos, la disponibilidad de agua en ríos y lagos, los vientos, las tormentas y las inundaciones. Mil cosas. Sin embargo, no nos consta que los paleolíticos tuvieran una idea clara de esto, que ahora llamamos año. Sin duda tuvieron que observar estos hechos, pero parece que más bien se dejaban llevar junto con el resto de la naturaleza, probablemente con la ayuda de leyendas y tradiciones ancestrales. Si tenían una concepción intelectual clara del año solar, no nos han dejado ningún rastro.

Pero entonces inventamos el Neolítico, con la agricultura y el pastoreo. Para las sociedades agrícolas y ganaderas, el conocimiento del año y sus estaciones es vital. No es posible la agricultura sin una percepción clara de los tiempos de siembra y cosecha, de las heladas, de la crecida de los ríos, de las épocas de riego, de los propios ciclos anuales de las plantas, de todo. Lo mismo ocurre con la ganadería. Además, el dominio del año facilita las operaciones militares y la organización de sociedades cada vez más y más complejas. El problema, o uno de los problemas, es que el año solar es un proceso más lento y difícil de centrar. Por ejemplo, no hay nada evidente a la primera que delimite el final de un año y el principio de otro, como sí lo hay para el día solar y el mes lunar, que sólo requieren abrir los ojos y fijarse un poco para reconocerlos. Las estaciones tampoco están bien definidas en la experiencia cotidiana: no hay nada que separe claramente el último día del otoño y el primer día del invierno, por decir algo, y además hay un montón de veranillos de San Martín, de San Miguel, de San Juan y demás santoral, que pueden darse o no cada año. Resulta difícil establecer reglas precisas porque no acaba de ser muy regular. Un lío.

Círculo de Goseck (4900 - 4700 AEC), actual Alemania

El Círculo de Goseck (4900 – 4700 aEC), actualmente en Alemania, tal y como ha sido reconstruido por el Depto. de Arqueología Prehistórica de la Universidad Martín Lutero de Halle-Wittenberg y el Gobierno del Estado Federado de Sajonia-Anhalt. Se trata de un lugar arqueoastronómico y un cementerio prehistórico en cuyos alrededores se han hallado huesos descarnados de ganado y humanos colocados cuidadosamente, lo que puede indicar rituales de enterramiento, sacrificios de animales o humanos y/o canibalismo ritual. Dos de sus tres entradas apuntan en la dirección por donde sale y se pone el sol durante el solsticio de invierno, mientras que la tercera está próxima al meridiano astronómico. Otros huecos en la empalizada parecen señalar hacia los mismos puntos para el solsticio de verano y las tradicionales fiestas de primavera. Está “ajustado” para las posiciones del sol de hace 6.800 años, con una precisión de unos 4 días. Dos mil años más antiguo que el popular Stonehenge, manifiesta un notable conocimiento de diversos fenómenos astronómicos como el año, las estaciones y su regularidad. Fotos: E. Schütze vía Wikimedia Commons | © M. Grimm (Clic para ampliar)

Sin embargo, muy poco a poco, comienzan a surgir instrumentos como el círculo de Goseck (hoy en Alemania, 6.900 años de antigüedad), el complejo megalítico de Mnajdra (actual Malta, a partir de hace 5.600 años), el conocidísimo Stonehenge (actual Reino Unido, entre 5.100 y 3.600 años) y puede que algo de la estructura circular de Nabta, Egipto, entre otros. Sobre estas construcciones se han contado tantas tontadas, algunas de ellas magufadas evidentes pero otras con peer review, que resulta muy difícil separar el grano de la paja. Lo que es una pena, porque son creaciones absolutamente fascinantes que habrían merecido mucho mejor trato. A pesar de todo, estas estructuras parecen evidenciar un conocimiento cada vez más profundo de fenómenos anuales y estacionales como los solsticios, los equinoccios, las posiciones del sol y de ciertas estrellas a lo largo de todo el año y quizá algún rudimento sobre ciclos plurianuales más complejos. Si otras culturas lo lograron también en el mismo periodo, no nos lo dejaron saber.

Lamentablemente, ninguno de esos pueblos sabía ni siquiera escribir. Probablemente funcionaban por observación, prueba y error, lo que tiene su mérito, ¿eh? Pero seguir avanzando exige alta tecnología: escritura, geometría, astronomía, matemáticas. Como en aquella época no tenían un CERN ni un DARPA ni nada parecido para agilizar un poco las cosas, hubo que esperar a que fuéramos inventándolo todo. Se duda de si los primeros en lograrlo fueron los astrónomos egipcios o los sumerios, después babilonios, en lo que hoy día es Iraq. Probablemente fueron los dos, durante un largo proceso de aprendizaje que pudo extenderse durante algún que otro millar de años. Allá por los albores de la historia, crearon muy poco a poco los primeros calendarios modernos, muchas de cuyas características seguimos utilizando en la actualidad, como la semana de siete días o los doce meses del año.

Ruinas de Eridu, Sumeria

Lo que queda de la ciudad de Eridu (actual Iraq), convencionalmente considerada la cuna de la cultura sumeria y por tanto de la escritura, la civilización y la ciencia que la caracterizaron. Floreció hace algo más de 6.000 años, llegando a alcanzar una población superior a los 4.000 habitantes (puede que hasta 10.000, una enormidad para su época). Inició su declive hace aproximadamente cuatro milenios pero no quedó abandonada del todo hasta hace unos 2.500 años. Foto: Wikimedia Commons. (Clic para ampliar)

Los sumerios, después babilonios, o más generalmente mesopotámicos, comenzaron con un calendario primordialmente lunar de 354 días dividido en doce meses alternos de 29 y 30 días. Como se les descuadraba debido a la diferencia entre esos 354 días y los 365,25 días que hay aproximadamente en un año solar, cada cierto tiempo intercalaban por decreto un mes adicional para reajustarlo, dando así lugar a los primeros años bisiestos. Los meses empezaban siempre al primer avistamiento de la luna nueva (en la práctica, el inicio del cuarto creciente), con el primero en primavera, originando el día de Año Nuevo. A partir de ahí contaban tres semanas de siete días más una de 8 o 9, con el último día considerado maligno, o sea inhábil para hacer cosas y por tanto de descanso. ¿Te suena de algo esto de los doce meses alternos con en torno a treinta días, la intercalación de bisiestos, y las semanas de siete días con el último sacralizado para descansar? (Puede que a estos respectos también te interese el origen de Dios)

Sin embargo, a los meticulosos escribas sumerios no les gustaba demasiado este año tan irregular y allá por el 2.400 antes de nuestra era ya estaban usando un año con 12 meses de 30 días, que suman 360. Sigue sin ser muy exacto pero es más sencillo de llevar, más regular, y además permite cálculos rápidos y fáciles. Ahí se originan también los 360 grados de un círculo y el sistema sexagesimal en general. Aprendiendo a medir el tiempo, aprendieron y nos enseñaron a medir muchas cosas más.

Hasta aproximadamente el 500 aEC, este calendario era fundamentalmente observacional; esto es, miraban el sol, la luna y lo reajustaban trabajosamente acorde a los mismos. Pero a partir de ahí se percataron del ciclo metónico, que luego Metón el Ateniense les piratearía (o redescubriría) y ahora conocemos bajo su nombre. Y ese fue el primer ciclo combinado complejo de tiempo que descubrió la humanidad. Resulta que 19 años solares suman 6.940 días, al igual que 235 meses (sinódicos) lunares. Sólo se van de unas pocas horas. Desde ese momento fue posible computar los años, los meses y sus bisiestos de manera regular, sin tener que estar mirando a los cielos todo el rato, sino sólo de vez en cuando. Además, el ciclo metónico también sirve para predecir los eclipses. No veas qué poder.

Pirámides de Guiza vistas desde el Nilo

Dos de las Grandes Pirámides de Egipto vistas desde el río Nilo, a las afueras de El Cairo. Foto: © AP. (Clic para ampliar)

Para los egipcios, el dominio del año era absolutamente esencial. Toda la civilización del Antiguo Egipto dependía de las crecidas anuales del Nilo. Parece ser que al principio empezaron con un calendario lunisolar, como todo el mundo. Pero ya vemos lo rápido que se descuadra, y un año descuadrado es un año de cosechas fallidas, hambre y revueltas. Así que enseguida se pusieron a buscar, yo diría que a la desesperada, algo más regular.

Como suele pasarnos a los humanos cuando buscamos cosas verdaderamente importantes, lo encontraron en las estrellas. Para ser exactos, en el orto helíaco (sin coñitas) de la estrella Sirio. Que al estar directamente vinculado a la órbita terrestre alrededor del Sol se produce, claro, coincidiendo con el año real. Y además, se correspondía también con la inundación del Nilo. Así que, al menos desde tiempos del faraón Shepseskaf (c. 2486 – 2479 aEC), los egipcios se saltaron el magreo y pasaron directamente al año moderno de 365 días, con tres estaciones llamadas inundación, siembra y cosecha. Una tablilla vinculada a Dyer podría remontar la fecha hasta el 3.000 aEC o por ahí, aunque esto no es seguro; pero probablemente ya lo usaban cuando hicieron las pirámides (a partir de aprox. 2.670 aEC.)

Los egipcios también dividieron el año en 12 meses de 30 días y al final del año añadían cinco más, llamados epagómenos. En cambio, usaban tres semanas de diez días en vez de las cuatro de siete o siete y pico que nos legaron los ahora iraquís. Pese a tanta brillantez, no estuvieron finos a la hora de intercalar un día bisiesto para corregir la diferencia entre los 365 días del año egipcio y los 365,25 del real. Así que, aunque mucho más lentamente, también se les descuadraba hasta tal punto que las fiestas de verano comenzaban en invierno y cosas así; la reforma de Canopo, en el 238 aEC, fracasó debido a broncas entre clérigos.

Sin embargo, mirando ortos, acabaron por descubrir otro ciclo complejo: el ciclo sótico o sotíaco (Sothis es el nombre en griego de Sirio.) Este es el tiempo que tarda un calendario de 365 días en descuadrarse tanto como para que vuelva a empezar en el mismo momento del año. Este ciclo sotíaco (también llamado canicular) es de aproximadamente 1.460 años (365 x 4). En la práctica, la precesión de los equinoccios y otros fenómenos lo hacen variar un poco. Pero tuvieron que ser ya los griegos y en particular el primer señor que dijo que era la Tierra la que giraba alrededor del Sol, un cierto Aristarco de Samos (c. 310 – 230 aEC), quienes establecieron con claridad la diferencia entre el año aparente de 365 días, el año tropical y el año sideral.

Reloj de sol en los Jardines Botánicos de Singapur.

Reloj de sol en los Jardines Botánicos de Singapur. Dado que Singapur se encuentra casi en el ecuador, su diseño está adaptado para reflejar el hecho de que el sol de mediodía brilla prácticamente desde el Norte en verano y desde el Sur en invierno. Foto: Wikimedia Commons (Clic para ampliar)

Al mismo tiempo, hay otro fenómeno obvio que o bien nos pasó desapercibido, o no le dimos importancia o no se nos ocurrió que sirviera para gran cosa durante mucho tiempo. Y mira que es evidente: el sol se mueve por el cielo a lo largo del día de manera regular y por tanto proyecta sombras que se desplazan sobre la tierra de modo igualmente regular. Por el sencillísimo procedimiento de clavar un palo en el suelo y hacer unas marcas arbitrarias pero también regulares entre la primera sombra de la mañana y la última sombra de la tarde, es posible dividir el día en periodos mucho más exactos y delimitados que el tradicional al amanecer, al atardecer o cuando el sol esté alto en el cielo. Es decir, un reloj solar que dé las horas. Da igual que sean 12, 24 o 60: son horas.

O no se nos ocurrió o no nos hizo gracia la idea de vivir colgados del reloj o yo qué sé, porque los primeros relojes solares –es decir, los primeros relojes, punto– tardaron muchísimo en surgir. Se ha dicho muchas veces que los obeliscos, las escalinatas de los templos y cosas así desempeñaban la función, pero no hay absolutamente ninguna prueba al respecto, como por ejemplo unas marquitas en el suelo. Que algo se pudiera hacer no significa que se hiciera, o incluso que se conociera. Desde luego, si lo hacían, no era algo generalizado. De hecho, algunos de los propios obeliscos prevén en sus grabados que las generaciones futuras se preguntarán para qué fueron levantados, y lo explican: para el culto religioso. Ni una sola mención a la medida del tiempo.

Las mismas civilizaciones que construyeron Stonehenge, las pirámides de Egipto o los ziggurats babilónicos pasaron olímpicamente de las horas o les dieron una importancia mínima hasta fecha tan tardía como el 1.500 aEC, que es cuando empiezan a aparecer los relojes solares propiamente dichos. Llevo años preguntándome el porqué, pero claro, no tengo a nadie de hace cuatro milenios a mano para consultárselo. No es hasta el reinado de Tutmosis III, hace unos 3.500 años, cuando aparece en Egipto el primer reloj solar verdadero: el sechat. Al menos, que conozcamos. En la web de la Asociación de Amigos de los Relojes de Sol tienen un estudio interesante sobre la manera como se usaba (y aquí).

Las horas que da un reloj de sol son desiguales. Me refiero a que su duración va variando a lo largo del año según el día se alarga o se acorta. Pero aún así, lo hacen dentro de una regularidad y permiten un control mucho más sofisticado sobre las actividades diurnas que no tenerlo. En la práctica se siguieron utilizando hasta bien entrada la Edad Media europea, cuando los relojes mecánicos comenzaron a desplazarlos.

Reloj estelar de Ramsés VI

Funcionamiento del reloj estelar de Ramsés VI (1145-1137 aEC), Egipto Antiguo. Imagen: Wikimedia Commons (Clic para ampliar)

Fueron también los egipcios quienes inventaron la manera de contar las horas nocturnas, cuando no hay sol para tu reloj solar. Para ello crearon el merjet o instrumento del saber, básicamente una doble plomada que permite tomar referencias con respecto a las estrellas. Así, marcaron 36 constelaciones decanas (una por cada 10º del círculo de 360º) y las usaron para dividir la noche en diez horas, más otras dos adicionales para el amanecer y el anochecer. En total, doce. Y de este modo, sumando otras tantas para el día, surgió el día de veinticuatro horas, que aún hoy seguimos contando en dos grupos de doce; en lenguaje común (y en los relojes comunes) después de las doce del mediodía viene la una de la tarde, no las trece, que es cosa más de militares, científicos, marinos, aviadores y asimilados.

En realidad, todas estas civilizaciones usaban un mezcladillo de calendarios, cada uno para una cosa distinta. Solía haber un calendario civil común, otro más científico para calcular las efemérides, uno religioso con las festividades, y muchos más, que podían coincidir o no entre sí. Por ejemplo, a mediados del primer milenio anterior a nuestra era, los atenienses utilizaban el sistema de calendarios áticos, con uno lunar de doce meses para las festividades, otro estatal de diez meses arbitrarios y uno agrícola que mayormente contaba estaciones. Un jaleo, vamos, pero es que la idea de establecer unas fechas y tiempos precisos para el conjunto de las actividades humanas tardó en desarrollarse.

De los cumpleaños, la corrupción de los políticos y el calendario unificado.

En la práctica, los años se contaban diciendo aquello de “en el tercer año del reinado del Rey Fulano…”. Ni siquiera los romanos usaban normalmente el famoso ab urbe condita, o sea, “desde la fundación de la ciudad”, muchísimo más común entre quienes luego escribieron sobre ellos. Era mucho más habitual decir (y escribir) “en el año del cónsul Tal” o “en el cuarto año del emperador Cual.” Esto ocurría en todas las culturas de su tiempo, incluyendo a los egipcios, con lo cual aparece el concepto de cumpleaños.

En la Antigüedad, la gente no sabía cuántos años tenía más que de una manera muy aproximada. El concepto de adolescencia era desconocido y se pasaba de niño a hombre, o de niña a mujer, con el inicio de la pubertad. Luego, si llegabas, te convertías en viejo. Y punto. La pregunta “¿cuántos años tienes?” habría desconcertado a la mayoría de la gente antigua. Sin embargo, había una excepción: el monarca, gobernante, o mandamás en general. Por el mero hecho de contar el tiempo desde el año de su acceso al poder, la sociedad en su conjunto estaba contándole cumpleaños, se celebraran o no.

Clepsidra griega

Otro reloj de la antigüedad: la clepsidra o reloj de agua. Esta es griega, del siglo V aEC (la de arriba, la de abajo es una reproducción contemporánea) pero parece ser que los babilonios ya las usaban hace cuatro mil años. La de esta imagen es muy sencilla (es simplemente un chorrito de agua que va escapando a un ritmo determinado), pero sus versiones más sofisticadas podían llegar a ser notablemente precisas y fueron los relojes más comunes y exactos que tuvimos hasta el siglo XVII. En torno a ellas se desarrollaron gran parte de los mecanismos que luego permitirían la aparición de los relojes mecánicos (como el escape relojero, el que hace “tic tac”.) Objeto: Museo de la Antigua Ágora, Atenas, Grecia. Imagen: Wikimedia Commons.

En algún momento del primer milenio antes de nuestra era varias culturas comenzaron a celebrar también los aniversarios de distintos eventos, templos e incluso dioses, como por ejemplo el de la diosa griega Artemisa, a la que le ponían velitas (¿te suena esto también?). Parece ser que fueron los romanos quienes empezaron a celebrar los aniversarios de las personas en sus dies natalis, debido a una combinación de factores culturales, políticos y supersticiosos. Por supuesto, sólo entre las clases altas; al pueblo de a pie ni se le ocurría hacer semejantes gastos (salvo por una casta proporcionalmente muchísimo más reducida que la actual, eran pobres como ratas y bastante tenían con ingeniárselas para comer a diario.) Y sólo se celebraba el de los hombres adultos; para que se celebrase el cumpleaños de las mujeres hay que esperar al siglo XII de nuestra era y el de los niños (y niñas) al XVIII, cuando los críos van dejando de ser una boca inútil que alimentar llevada a palos para convertirse en los reyes y reinas de la casa. Cosas del pasado.

Fueron también los romanos quienes primero vieron la necesidad de tener un calendario único, o al menos dominante. Empezaron con el calendario de Rómulo, lunar y agrícola, que sumaba 304 días divididos en diez meses de 30 y 31 más un periodo invernal que no se asignaba a ningún mes. El año nuevo coincidía con el equinoccio de primavera y a partir de ahí se contaban los diez meses, llamados martius (por el dios Marte, con 31 días), aprilis (origen desconocido, probablemente relacionado con Afrodita/Venus, 30 días), maius (seguramente por Maia, la diosa buena, 31 días), iunius (por Juno, 30 días) y el resto derivado de sus ordinales: quintilis (de quintus, quinto, con 31 días), sextilis (sexto, 30 días), september (séptimo, 30 días), october (octavo, 31 días), november (noveno, 30 días) y december (décimo, 30 días), gran parte de lo cual te sonará también. Sin embargo, las semanas obedecían a un ciclo nundinal (de mercado) de ocho días.

Ya en fechas muy tempranas, allá por el 713 aEC, el rey (probablemente legendario) Numa Pompilio modificó este calendario inicial con criterios supersticiosos (los romanos eran extremadamente supersticiosos). Como pensaban que los números impares daban buena suerte (y los pares, mala), cambiaron el número de días de cada mes a 29 o 31. Ya que estaban, aprovecharon para convertir ese periodo invernal indefinido en dos meses nuevos: ianuarius (seguramente por Jano, con 29 días) y un februarius (vinculado a las februa), necesariamente con 28 días y por tanto de malísimo fario. Tanto era así que en la práctica lo dividían en dos periodos de 23 y 5 días, antes y después de las terminalias, y además se convirtió en un mes de ritos de purificación y demás. Que si no, lagarto, lagarto. Curiosamente, la Cuaresma de purificación de los cristianos también suele empezar en febrero (y su celebración más importante, la Pascua, cae en el primer día sagrado del año pagano tradicional, que comenzaba con la primera luna llena tras el equinoccio de primavera.)

Calendario de la República Romana, c. 60 aEC

Reconstrucción del calendario de la República Romana “Fasti Antiates Maiores” hallado en una villa de Anzio (aprox. 60 aEC). Los nombres abreviados de los doce meses “normales” y el mes intercalar se encuentran en la fila superior. En la fila inferior, podemos leer el número total de días. Los días, mostrados en la primera columna de cada mes, se representan mediante las ocho letras A a H (pues aún usaban la semana nundinal de ocho jornadas de mercado). La segunda columna muestra la K de “kalendas” para el primer día del mes, la N de “nones” para el quinto y la E de “eidus” (idus) para el 13º. El resto de días están indicados por su función: F de “fasti” (“laborables”), N de “nefasti” (“no laborables”), C de “comitiales” (se podían celebrar asambleas públicas), EN de “endotercisi” (mitad fasti y mitad nefasti) y “nefastus publicus” (festividades públicas). Las palabras en letras grandes hacen referencia a festivales importantes y las de letra más pequeña, a otros festejos y deidades menores. Fuente: Universidad de Chicago. (Clic para ampliar)

Esto totalizaba un año de 355 días, bastante menos preciso que el de egipcios y mesopotámicos. Para reajustarlo, el Sumo Pontífice (pontifex maximus) intercalaba un mes bisiesto de 27 días tras los primeros 23 del febrero de mal rollo cada dos o tres años. Al principio lo llevaban relativamente bien pero luego se convirtió en una juerga de corrupción política y clerical. Metían el mes bisiesto cuando les convenía para extender o abreviar el periodo en el poder de sí mismos o sus amiguetes, y también para alargar o acortar el plazo de pago de las deudas según les interesase. Esta no era una práctica exclusiva de los romanos; resultaba bastante común en la Antigüedad. En la comedia Las Nubes del griego Aristófanes (423 aEC), la luna en persona baja a quejarse del cachondeo con los meses, a fuerza de manipularlos. Tres siglos después, las cosas no habían mejorado: los calendarios venían en dos versiones, una “según el dios” (la luna) y otra “según el arconte” (el jerarca de turno).

Pues para el siglo I antes de nuestra era, a los romanos les estaba pasando lo mismo. Y además, por lo visto, de una forma bastante acusada y con notable mala leche, vinculada al desorden y la violencia de los últimos años de la casi cinco veces centenaria República Romana. Vamos, que iban a saco. El caos era tal que fuera de la ciudad de Roma nadie sabía muy bien cuándo empezaban y terminaban los meses y años oficiales; y dentro de Roma, sólo podían predecirlo quienes estaban en el ajo. Entonces uno de los últimos cónsules republicanos, que también desempeñaba las funciones de sumo pontífice, decidió hacer algo  al respecto en el año 46 aEC. Este señor era ni más ni menos que Julio César.

Cayo Julio César

Cayo Julio César (100 – 44 aEC), general, cónsul y sumo pontífice romano, creador del calendario juliano que con unas pocas modificaciones usamos hoy día en todo el mundo. Busto en el Museo dell’Opera del Duomo, Pisa. Imagen: Wikimedia Commons.

El jefazo Julio reunió a sus astrónomos, filósofos y matemáticos. En particular, a un experto greco-egipcio llamado Sosígenes de Alejandría. Y crearon el calendario juliano. Estaba compuesto por 365 días divididos en doce meses de 30 y 31 días, salvo febrero, que siguió siendo de 28. Pero abolió el mes intercalar que se había convertido en un cachondeo para sustituirlo por un único día bisiesto que se añadía al final de febrero cada cuatro años. Es decir, muy parecido a lo que seguimos haciendo ahora. El calendario juliano es ya nuestro calendario moderno, salvo por un par de arreglos que vendrían después. Y con ello, al forzar un calendario unificado de duración regular, solventó el problema de un plumazo. Bien es cierto que, ya que estaba, César aprovechó el ajuste para extender su propio año de consulado hasta un total de 445 días. Casi tres meses por la cara que se arrogó el colega. O sea, como si ahora alguno de nuestros amados líderes saliese diciendo que su mandato de cuatro años en realidad dura cinco.

Poco después, la semana romana pasó a ser de siete días, como la de los griegos y babilónicos, en vez de los ocho tradicionales. Con el calendario juliano, el principio del año quedó también fijado en el 1 de enero. No está claro cuándo el mes de enero pasó a ser el primero del año en la civilización (greco-)romana, sustituyendo así a marzo con su equinoccio de primavera. En todo caso es anterior al año juliano y puede que sea algo muy antiguo. Al menos desde el 153 aEC, el año consular (el año de mandato de los cónsules republicanos) comenzaba el 1 de enero. Pero desde luego, no fue algo generalizado en el mundo (ni siquiera en el mundo occidental) hasta mucho después. En civilizaciones alejadas de la cultura occidental, que tienen sus propios calendarios con su propia historia, sigue sin serlo (como el Año Nuevo Chino.)

En general, casi todo el mundo mantuvo el principio del año en torno al equinoccio de primavera o algo después hasta siglos relativamente recientes (como por ejemplo continúa ocurriendo con el Año Nuevo Persa o el Indio). Es decir, que deberíamos haberlo celebrado esta semana pasada (este año 2014 cayó en 20 de marzo.) Aquí en Valencia tuvimos las Fallas, ¿y en tu casa?

Cremà de una falla valenciana

Cremà (quema) de una falla valenciana, uno de los incontables festivales del fuego celebrados en torno al equinoccio de primavera desde la más remota antigüedad. Foto: Wikimedia Commons.

Voy a detenerme un instante en esto. No es casual en absoluto que tantas civilizaciones distintas hayamos concedido tanta importancia al equinoccio de primavera. Dentro de la arbitrariedad de las maneras humanas de contar el tiempo, el equinoccio de primavera ha demostrado un poder excepcional sobre nuestra imaginación desde antes de la historia. El Año Nuevo de decenas de culturas, la Pascua judeocristiana, el Akitu babilónico, el Shunbun-no-Hi japonés, el Sham-el Nessin egipcio, el Holi hinduista, cientos de festivales del fuego paganos repartidos por todo el mundo y mil cosas más están directamente vinculadas al también llamado equinoccio vernal.

Al menos en el Hemisferio Norte nos gusta este equinoccio vernal, el momento en el que muere el invierno para dejar paso a la primavera. Nos gusta, claro, el instante en que se acaba el frío, la austeridad y el hasta el hambre para permitirnos otra vez cultivar, cazar, jugar a pleno sol. Cautivó nuestro misticismo religioso, nuestra imaginación popular y nuestra curiosidad científica. Muchas de nuestras civilizaciones son hijas, al menos en parte, del equinoccio vernal.

Los calendarios precolombinos.

En otro orden de cosas, las culturas precolombinas de América me resultan especialmente fascinantes porque se separaron de las Afroeuroasiáticas mucho antes del Neolítico. Por ello, aunque partían de unas “bases comunes mínimas”, crearon modelos de civilización humana alternativos sin conexión alguna con la de los viejos continentes durante más de 15.000 años. Un poco como si fuesen alienígenas, o nosotros para ellos, o viceversa, ya me entiendes.

Detalle de la estela C de Tres Zapotes, Veracruz, México.

Detalle de la estela C de Tres Zapotes, Veracruz, México, una de las anotaciones en Cuenta Larga (el mal llamado “calendario de los mayas”) más antigua que se conserva. De arriba abajo, indica la fecha 7(hallada después).16(fragmentaria).6.16.18, correspondiente al día 5 de septiembre del 32 aEC según nuestro calendario moderno. Objeto: Museo Nacional de Arqueología, México.

Así, hicieron cosas fascinantemente diferentes y otras sobrecogedoramente idénticas, pues humanos somos todos. Por ejemplo, las estructuras sociales piramidales. Y las propias pirámides, de las que tanto se ha hablado. No es que vinieran los extraterrestres a hacérselas, sino que para todo humano es la manera más sencilla de construir un edificio grande, la que menos arquitectura exige: apilar piedras más o menos bien cortadas hasta levantar una montañita con algunas grutas interiores (pasadizos) y tal. Y al contrario: también hicieron cosas misteriosamente marcianas que aún hoy en día no entendemos bien. Algunos de sus secretos se los llevaron las tinieblas de la jungla, el tiempo y la viruela y no los sabremos jamás.

Los calendarios precolombinos se encuentran un poco a caballo entre ambos extremos. Cuando el último cazador-recolector siberiano quedó aislado al lado americano del estrecho de Bering, es dudoso que llevara más ciencia encima que uno de esos palos de computar. A partir de ahí, tuvieron que crearlo todo prácticamente de cero. La escritura, la astronomía, las matemáticas, todo. Algunas de sus elecciones son bastante obvias: por ejemplo, tomaron la base 20 para sus números, igual que muchos otros pueblos del mundo, como los vascos antiguos. Claro, esto no tiene nada de raro: salvo amputaciones y tal, todos tenemos veinte dedos aptos para contar. Sin embargo, su calendario más común, para usos tanto civiles como religiosos, tenía años de 260 días desde tiempos de los olmecas y así siguió siendo con los aztecas, los mayas y demás.

No es obvio por qué eligieron esa cifra. Aunque hay quien lo ha querido vincular con el cultivo del maíz o el periodo de gestación humana, no acaba de cuadrar muy bien. Y no es que ignorasen que el año solar tiene en torno a 365 días. Lo sabían y lo utilizaban (aztecas: xiuhpohualli; mayas: haab’, en ambos casos de 18 x 20 días más otros cinco que se consideraban maléficos). Pero no le daban mucha importancia. Les gustaba mucho más el de 260, que en el caso azteca se ha bautizado posteriormente como tonalpohualli y para el maya, tzolkin. 260 es el producto de 20 x 13 y por lo visto el 13 era un número importante en la numerología mística mesoamericana. A lo mejor sólo se trata de eso. Hablamos de calendarios con unas implicaciones religiosas muy fuertes, que se extendían a cada detalle de sus culturas. El calendario de 260 días sigue usándose en algunos lugares hasta la actualidad para practicar la adivinación, la magia popular y otras cosas por el estilo. Ambos calendarios coinciden cada 52 años solares de 365 días o 73 de esos raros de 260 (18.980 días). A esto se le suele llamar el “ciclo redondo” o “completo.”

Y sin embargo, sobre esas bases crearon auténticos monstruos matemáticos con pocos parangones en ningún otro lugar. El más impresionante y conocido, o desconocido de todos ellos es la Cuenta Larga. Conocido, porque hace poco tuvimos una de esas tontadas milenaristas en torno a ella: sí, es el famoso calendario maya que ni siquiera es propiamente maya, sino de toda la Mesoamérica precolombina. Desconocido, porque ninguno de quienes hablaban de fines del mundo o cambios de era o cosas de esas tenía más que una vaga idea sobre él y el público en general, pues todavía menos. Impresionante, porque hasta tiempos muy recientes a pocos más se les había ocurrido o habían sido capaces de desarrollar semejante cosa. Hace falta un notable ejercicio de imaginación, de astronomía y de matemáticas para crear un calendario capaz de contar “automáticamente” largos periodos de tiempo sin repetir un solo día. Parece más propio de la ciencia moderna que de algo que pudo empezar antes de nuestra era.

Funcionamiento de la Cuenta Larga mesoamericana.

Funcionamiento de la Cuenta Larga mesoamericana (el mal llamado “calendario de los mayas”). Fuente: Wikimedia Commons. (Clic para ampliar)

Matemáticamente, la Cuenta Larga funciona de manera muy parecida al odómetro de un coche. No es un calendario lunar ni estrictamente solar, sino que va sumando días, uno detrás de otro, y en principio podría seguir haciéndolo hasta el infinito. Comienzas contando los primeros veinte días en la posición más a la derecha (k’in), numerados del 0 al 19 (por cierto, uno de los primeros usos del número cero propiamente dicho.) Cuando has llegado al 19 y quieres contar otro más, subes un uno a la segunda posición de la derecha (uinal) y vuelves al cero en la primera. Así, te queda 1.0, lo que significa “veinte”. Pero con el uinal sólo puedes contar hasta 18 (es decir, de 0 a 17). En 360 días (20 x 18), o sea un año haab’ sin sus cinco “días maléficos”, tienes un 17.19: esto es, 17 en la posición uinal y 19 en la posición k’in.

Si quieres añadir otro día más (el primero del segundo año haab’), tienes que poner de nuevo un cero en ambas posiciones de la derecha (uinal y k’in) y un uno en la tercera (tun), que también es de base 20. Vamos, que se te queda: 1.0.0. A partir de ahí, vuelves a sumar k’in (en base 20) y uinal (en base 18) hasta llegar al 19.17.19 que, como contamos empezando por el cero, equivale a 20 x 18 x 20 días. Eso son 20 años “mesoamericanos” de 360 días.

Y así sucesivamente, ya siempre en base 20 excepto con los uinal, donde mantenemos la base 18. Se sigue por los katun (lo que permite contar hasta 400 años mesoamericanos) y luego por los baktun (hasta 8.000 años mesoamericanos). Para aumentar otro día más, tendríamos que poner un 1 en la sexta posición (pictun) y un cero en todas las demás. Lo que pasa es que la posición pictun y las de orden superior son ya invenciones de los mayanistas modernos. Los mesoamericanos antiguos sólo usaban cinco posiciones. Es decir, que la Cuenta Larga original habría dado para un máximo de 8.000 años de los suyos. Teniendo en cuenta que comenzaban a contar desde una fecha mítica de la creación establecida en el año 3.114 aEC, aún queda Cuenta Larga para más de dos mil años a partir de hoy. Lo único que ocurría el famoso 21 de diciembre de 2012 es que pasábamos del baktun 12 al baktun 13. Sólo con eso, algunos se inventaron sus historias. Puedes ver qué día es hoy en Cuenta Larga aquí.

Por supuesto, si las civilizaciones mesoamericanas hubiesen seguido existiendo y utilizando la Cuenta Larga (en realidad, ya estaba olvidada cuando llegó el colonizador europeo), nada les habría impedido seguir añadiendo posiciones a la izquierda cuando se les acabasen los baktun, tal como hacen los mayanistas modernos con el pictun y demás. Así, la Cuenta Larga tiene el potencial para contar cualquier periodo del tiempo, hasta el infinito. ¡Hey, un momento! Eso es exactamente lo que hacemos con nuestros números, sólo que en base 10 pura: del 9 pasamos al 10. Del 99, al 100. Del 999, al 1.000. Y así una y otra vez, hasta el infinito. La gracia de la Cuenta Larga es que los mesoamericanos antiguos se dieron cuenta muy pronto de que podían usar eso para contar días, y derivar a partir de ahí las fechas “normales” (como las del tzolkin). Bueno, y su rollo jeroglífico, que impresiona un montón.

De los meses modernos y los días de la semana.

Volvamos al calendario romano de Julio César, porque es el que ha acabado imponiéndose como referencia común en todo el mundo, con algunas pequeñas variaciones. La primera es que a la muerte de César se le honró cambiando el nombre del mes quintilis por iulius, o sea Julio (había nacido el 12 o 13 de julio del 100 aEC.) Después, el primer emperador del Imperio Romano, César Augusto, llamó al mes sextilis… pues cómo lo iba a llamar, augustus, o sea agosto, en honor a sí mismo.

Estatua del dios romano Jano

Estatua del dios Jano, una deidad romana sin equivalente griego, caracterizada por sus dos caras mirando eternamente en sentidos contrarios. Como era el dios del mes de enero (ianuarius), se cree que éste pasó progresivamente a ser el primero del año por asociación a su figura, que miraría así al año pasado y al futuro. Estatua: Museos Vaticanos, Roma.

Así ya tuvimos todos los meses del calendario moderno: enero (ianuarius, por Jano, 31 días), febrero (por las februa, 28 días o 29 cuando carga el bisiesto), marzo (por Marte, 31 días, antiguamente el primero del año), abril (seguramente por Afrodita/Venus, 30 días), mayo (por la diosa buena, 31 días), junio (por Juno, 30 días), julio (por Julio César, 31 días), agosto (por Augusto, 31 días, no iba a ser menos el hombre…) y el resto siguiendo su antiquísimo ordinal romano, de cuando sólo tenían diez: septiembre (“el séptimo” después de marzo, 30 días), octubre (“octavo”, 31), noviembre (“noveno”, 30) y diciembre (“décimo”, 31).

El nombre de nuestros días de la semana merece párrafo aparte. La idea es también mesopotámica (jodó con los iraquís), pero su origen moderno es griego, correspondiente a los siete dioses / astros mayores del sistema solar conocidos en aquellos tiempos: hêméra Hêlíou (día de Helios / Sol), Selénês (de Selene / Luna), Áreôs (de Ares / Marte), Hermoú (de Hermes / Mercurio), Diós (del padre de los dioses Zeus / Júpiter), Aphrodítês (de Afrodita / Venus) y Krónou (de Cronos / Saturno). Los romanos, que eran unos multiculturetas de postín (en eso radica gran parte del éxito de la civilización romana: absorbían, asimilaban y asumían todo lo que les molaba), simplemente los tradujeron: dies Sōlis, Lūnae, Martis, Mercuriī, Iovis, Veneris y Saturnī. Seguro que al menos cinco de ellos los conoces: lunes, martes, miércoles, jueves (la letra J es una variación de la I inventada en el siglo XVI) y viernes.

En muchos idiomas, como el inglés, el sábado sigue siendo también el día de Saturno (Saturday – Saturn day) y el domingo, el día de Sol (Sunday – Sun day). Monday continúa siendo el día de Luna (Moon day) y los demás se corresponden con las versiones locales de los mismos dioses: Tuesday de Tiw/Týr, Wednesday de Wōden, Thursday de Thor y Friday de Frigg. En cambio, por estos lares del Sur, adoptamos ya en tiempos de la Cristiandad las versiones judeocristianas sabbat (sábado) y dies dominicus (día del Señor, domingo.)

¿Antes y después de Cristo? Va a ser que no…

San Dionisio el Exiguo

(San) Dionisio el Exiguo (c. 470 – c. 544 aEC) en un icono ortodoxo rumano. Quiso determinar la fecha de nacimiento de Cristo para contar los años a partir de ahí como Anno Domini, y la estableció en el 754 desde la fundación de Roma. Esto daría lugar posteriormente a la conocida fórmula “antes de Cristo / después de Cristo”. Pero se equivocó. Dando por buenos los Evangelios, Jesús no pudo nacer en ese año, y si no se dan por buenos, pues no sabemos cuándo fue, si fue.

En torno al año 525 de nuestra era, un monje llamado Dionisio el Exiguo sentó las bases para cristianizar el calendario. Su logro más notable y conocido fue la creación del Año del Señor (Anno Domini, AD), según el cual los años empiezan a contarse a partir del nacimiento de Cristo: la fórmula tradicional actual. A todos los que peinamos ya alguna cana y a algunos de quienes aún sólo tienen pelo en la cabeza nos enseñaron y les enseñan que ahora mismo contamos los años desde el nacimiento del Nazareno y dividimos la historia en antes de Cristo (aC) y después de Cristo (dC). Según esto, hoy viviríamos en el año 2014 después de Cristo, como todos sabemos, ¿no?

Pues no. Y no es una cuestión de fe religiosa o lo contrario. El problema es que el buen Dionisio metió la pata. Tras muchos cálculos, hizo coincidir el año 1 de nuestra era, el primer año del Señor, con el 754 ab urbe condita (AUC, desde la fundación de Roma.) Esta forma de contar los años se generalizó a partir del siglo IX europeo: la historia se dividía en ab urbe condita para los años anteriores al 1 y Anno Domini para el 1 y siguientes (en ambos casos contando hacia adelante). Pero en el siglo XVII se extendió la fórmula “antes de Cristo” (contando hacia atrás a partir del Anno Domini -1) y “después de Cristo” (contando hacia adelante a partir del Anno Domini +1). Esa es la que seguimos oyendo hoy.

Está mal. La fecha dada por Dionisio el Exiguo es imposible. Los propios académicos cristianos de hoy en día lo aceptan: si existió Jesus de Nazaret tal como lo cuentan en la Biblia, o de manera parecida, no hay forma ninguna de que pudiese nacer en el 754 ab urbe condita. En primer lugar: para que el Rey Herodes el Grande pudiese instigar la famosa matanza de los Santos Inocentes tal como afirmó el evangelista Mateo (Mt 2:16-18), tuvo que ser antes del 750 AUC porque ese es el año en el que Herodes murió. (En el 754 reinaba en Judea otro Herodes distinto, Herodes Arquelao, al que nadie ha atribuido jamás la autoría de lo de los Santos Inocentes ni nada de eso.)

El Emperador romano César Augusto

Tal como afirma el evangelista Lucas, el emperador César Augusto (en la imagen) ordenó un censo en los territorios romanos durante los albores de nuestra era. Lucas dice que Jesús de Nazaret nació durante el mismo, y de ahí la historia del Portal de Belén. Pero en Judea este censo, realizado por el gobernador Publio Sulpicio Quirinio, se llevó a cabo en el año 6 “después de Cristo”. Con lo que, para que cuadre la Biblia, el año 1 de Dionisio el Exiguo no pudo ser el de nacimiento de Jesús. Si decimos “antes o después de Cristo” para referirnos a los años modernos, estamos contando mal. Estatua: Museos Vaticanos, Roma.

En segundo lugar, y aún más contuntente: si Jesús nació durante el censo realizado por el gobernador romano de Siria y Judea llamado Publio Sulpicio Quirinio, como asegura el evangelista Lucas (Lc 2:1-2), y de ahí toda la temática sobre el Portal de Belén… bien, pues tal censo existió, pero se realizó seis o siete años después del Anno Domini 1 (según Flavio Josefo, fue “37 años después de que Octavio derrotó a Antonio en la batalla naval de Accio“, lo que se correspondería con el año 6 “después de Cristo”.) No hubo ningún otro censo en la región en ese periodo.

Existen otras posibilidades que alejan aún más la fecha de nacimiento de Jesús del “año 1″, y ninguna a favor. Pero estas dos son las más aplastantes: por esa época Herodes I el Grande ya estaba muerto y no hubo censo alguno en Judea hasta seis años después. O sea: el problema no es que decir “antes de Cristo” y “después de Cristo” sea algo religioso o deje de serlo. El problema es que es erróneo. Aceptando los Evangelios, Cristo no pudo nacer en el 754 ab urbe condita convertido en el Año del Señor nº 1 por Dionisio el Exiguo. No cuadra. O fue antes del 4 “antes de Cristo” (muerte de Herodes el Grande) o fue en el 6 “después de Cristo” (censo de Quirinio, también conocido como Quirino o Cirino.) Y si no damos por buenos los Evangelios, pues entonces, claro, no hay referencia alguna. Por un lado o por el otro, estamos contando mal.

Por este motivo (y también porque el calendario occidental ha sido asimilado por culturas que tienen muy poca relación con el cristianismo), en todos los ámbitos mínimamente rigurosos utilizamos ahora las expresiones “Era Común” (EC) y “antes de la Era Común” (aEC) en lugar de “antes de Cristo” y “después de Cristo”. En contra de lo que parecen creer algunos, no es una conspiración anticristiana, sino la mera corrección del error histórico cometido por Dionisio el Exiguo y un resultado del éxito global del calendario occidental.

De los relojes, el minuto, el segundo y más allá.

Papa Gregorio XIII

El Papa Gregorio XIII (1502 – 1585) promulgó la bula Inter gravissimas (1582) para dar los últimos retoques al calendario juliano, convirtiéndolo así en el calendario moderno. Por eso lo conocemos como “calendario gregoriano.” En muchos lugares del mundo no fue adoptado hasta el siglo XX. Retrato realizado por Lavinia Fontana (1552 – 1614).

Durante los siguientes siglos, fue volviéndose evidente que el calendario juliano se descuadraba también. Esto se debe a que la duración real del año trópico no es exactamente 365,25 días, sino más bien 365,242, con una pequeña variación interanual. En el año 1582, se había ido unos diez días desde los tiempos de Julio César. Entonces el Papa Gregorio XIII ordenó el último cambio notable: saltaron esos diez días y los años bisiestos dejaron de ser uno de cada cuatro. En su lugar, lo fueron aquellos que son divisibles por cuatro, excepto los que también son divisibles por cien, pero no por cuatrocientos.

Esto crea un año efectivo de 365,2425 días, mucho más parecido al real, que es el que seguimos usando ahora: el calendario gregoriano, hoy en día ya más conocido como el calendario occidental o el calendario internacional (pues sólo quedan cinco países que no lo usen de manera oficial: Afganistán, Arabia Saudita, Etiopía, Irán y Nepal, e incluso éstos lo utilizan en sus relaciones con el exterior y la gran mayoría de sus aplicaciones tecnológicas e industriales. Hay algunos otros que lo simultanean con algún calendario local, pero lógicamente éstos se van viendo cada vez más desplazados por la pujanza global del internacional.)

Es más o menos en la época de este Papa Gregorio XIII cuando empiezan a aparecer los primeros relojes con precisión suficiente para contar segundos. La idea del minuto como sesentava parte de la hora es bastante antigua (seguramente se origina también en los babilonios), y la del segundo como sesentava parte del minuto ya fue utilizada por científico persa Al Biruni en torno al año 1.000 de la Era Común. Pero no había ninguna manera práctica de medir tiempos tan precisos hasta el siglo XVI y de hacerlo con exactitud, hasta el XVII. Ni relojes solares, ni clepsidras ni los primeros relojes mecánicos eran capaces. Hubo que esperar al reloj de péndulo inventado por el matemático, astrónomo y físico holandés Christiaan Huygens en 1656 para que esto fuese posible.

Esquema para un reloj de péndulo de Christiaan Huygens (1673)

Ilustración en el libro “Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum” publicado por Christiaan Huygens en 1673, donde se define el primer reloj de péndulo realmente funcional. Los relojes de péndulo fueron por fin capaces de medir segundos, dándonos un control mucho más avanzado sobre la medida del tiempo.

La gracia del reloj de péndulo es que está construido en torno a un oscilador armónico: el péndulo en cuestión. Esto significa que siempre oscila en un periodo exacto de tiempo (o tan exacto como permitan las imperfecciones del mecanismo), dependiendo de su longitud. Es decir, que sus movimientos son isócronos. O sea, una de esas reglas lo más regulares posible que nos gustan tanto para medir cosas.

Y el péndulo resultó ser notablemente regular. Tanto que pasó a ser la clave del tiempo durante los siguientes 270 años, hasta bien entrado el siglo XX. Sólo la invención del reloj electrónico de cuarzo en 1927 comenzaría a desplazarlo, pero no del todo hasta después de la Segunda Guerra Mundial. En el reloj de cuarzo, el péndulo queda reemplazado por un oscilador piezoeléctrico de cristal mucho más pequeño y preciso. Y veloz, lo que permite medir fracciones mucho más breves de tiempo, a millones de ciclos por segundo. Poco después llegó el reloj atómico, más exacto todavía. De pronto, resultó que nuestros relojes comenzaban a ser enormemente más regulares que la inmensa mayor parte de los fenómenos naturales que medían, como la órbita de la Tierra alrededor del Sol, la de la Luna alrededor de la Tierra o casi cualquier otra cosa que antes constituyese la referencia mejor de tiempo. Y ya sabes, lo regular, la regla, es lo que mola para medir.

Entonces hicimos algo nuevo: invertimos la referencia. Es decir, el sol y la luna y las estrellas dejaron de ser la referencia última para nuestros relojes y fueron nuestros relojes, cada vez más precisos y prácticos, los que nos sirvieron para medir el resto de fenómenos naturales. Incluyendo al sol, la luna y las estrellas. Hoy en día la referencia absoluta de tiempo ya no está en los cielos, sino en la tierra, en nuestros relojes atómicos (bueno, algunos hay en el espacio…). Ahora decimos que la unidad básica de tiempo en el sistema internacional es el segundo, y en estos momentos lo definimos así, en el lenguaje cuántico de estos relojes atómicos:

“El segundo es la duración de 9.192.631.770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133.” [A una temperatura de 0 K]

Reloj atómico de estroncio del JILA, 2014

El reloj más preciso del mundo en la actualidad: el atómico de estroncio del Joint Institute for Laboratory Astrophysics (JILA), formado por la Universidad de Colorado y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de los Estados Unidos (NIST). Necesitaría por encima de cinco mil millones de años, más que la edad del sistema solar, para “irse” un solo segundo. Foto: Ye group and Baxley/JILA

…lo que es una regla exacta como el demonio y además muy práctica, porque no tenemos que andar dando tantas vueltas a que si el sol, la luna o las estrellas cada vez que queremos contar el tiempo con precisión, ni depender de sus imperfecciones cósmicas. Cosa que hoy en día es totalmente necesaria en todas partes. Toda nuestra ciencia y tecnología modernas, las claves de nuestro nivel y calidad de vida, dependen por completo de la regularidad de nuestros relojes.

Me he saltado necesariamente muchas cosas, porque esta fue una historia muy larga y compleja, llena de acelerones y paradas y marchas adelante y atrás. Pero quiero añadir que nuestra historia, la historia de la humanidad, está indisolublemente vinculada a las maneras como aprendimos a medir el tiempo. Exigió lo mejor y lo más brillante de nosotros. A cambio, nos premió con una clase de dominio sobre nuestro mundo que de otro modo jamás habríamos podido soñar. La agricultura, la navegación oceánica, la electrónica moderna o la astronomía, entre otro millón de cosas más, son en parte hijas de nuestro afán por medir el tiempo de manera cada vez más y más precisa. Sin ese afán, sin esa capacidad, seguiríamos anclados allá por el Epipaleolítico. Y, te lo aseguro, eso no te iba a gustar.

(Quizá te interese también: La computadora de Anticitera, en este mismo blog.)

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