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por Worms Argentina

Las matemáticas no fueron inventadas por los seres humanos, sino que son un lenguaje universal. El mismo que utiliza la naturaleza para expresarse a través de sus seres, comunicarse y ordenar el engranaje de cada una de sus partes, ya sea un átomo o una galaxia, ya sea microscópico o macroscópico.

Con solo mirar nuestro entorno, nos encontramos con el lenguaje armonioso de las matemáticas.

Si observamos con detenimiento las formas y relaciones en la naturaleza, podemos advertir la perfección en las distintas formas geométricas y también podremos notar las matemáticas en algunos números impresos -por ejemplo- en las alas de las mariposas ¿qué significan? Ahora lo sabremos.

La divina proporción

Los pétalos de las flores -en su mayoría- tienen una simetría perfecta, similar a otras en la naturaleza como la caparazón de un caracol, los cristales minerales e incluso nuestra galaxia.

A esta simetría se la llama “proporción divina”, “número áureo” o “número de oro”. Es un número muy recurrente en algunos patrones de  la naturaleza y no podemos creer que sea un capricho o una casualidad.

En latín este se representa con la letra griega phi (1,618 = cociente de su lado mayor sobre su lado menor) y se trata de un código único y armónicamente estético.

En términos más simples sería la proporción que tiene que tener el segmento AB con respecto a BC para que sea igual a la proporción entre AB y AC.

También se sabe que distintas partes del cuerpo humano guardan esta proporción, entre ellas la primera falange del dedo con la segunda y esta con la tercera. Asimismo el ombligo divide la altura del cuerpo en la proporción áurea.

También se dice que los rostros más bellos son los que guardan esta proporción simétrica, que es una belleza que perdura a lo largo de todos los tiempos.

Asimismo se puede ver esta “proporción divina” en piezas de arte antiguas y arquitectónicas. Según algunos historiadores, los egipcios creían que la proporción áurea era sagrada, por ello la utilizaron en la construcción de templos y mausoleos.

En la naturaleza este número aparece en los lugares más impensados, como en la colmena de las abejas, en la forma de crecimiento de algunas plantas o en las espirales de algunos caracoles.

El diseño en espirales es común en la naturaleza. Además del caparazón de los caracoles, se encuentra en los remolinos de agua, en las turbulencias del humo de una chimenea, en los cuernos de una cabra montés o en el orden de la materia de las galaxias y este fenómeno es independiente del tejido o material que esté implicado en el proceso.

“…lo que es más sorprendente acerca de la proporción divina es un fenómeno que ocurre de manera natural.”

Quizás lo que es más sorprendente acerca de la proporción divina es un fenómeno que ocurre de manera natural. Se expresa en la disposición de las ramas a lo largo de los tallos de las plantas y las venas de las hojas. Se puede observar en los esqueletos de los animales y los seres humanos y en la ramificación de sus venas y nervios. Incluso se puede ver en las proporciones de compuestos químicos y la geometría de los cristales.

Como resultado de sus propiedades únicas, muchos relacionan a este número áureo con algo sagrado o divino y como una puerta a una comprensión más profunda de la belleza y la espiritualidad en la vida, revelando en gran parte una armonía oculta.

Las mariposas “88” y “89”

Hay unas 165.000 especies de mariposas en el mundo, pero solo una tan particular como la llamada “mariposa 88” justamente porque tiene “tatuado” este número en sus alas.

Su nombre científico sería Lepidóptera Diaethia clymena, más conocida como la “Mariposa 88”, sin embargo nunca nadie supo qué significa esta expresión y meramente se toma como una curiosidad o un dato divertido.

Son muchos los estudios que se han hecho alrededor de esta bella mariposa que podemos encontrar en México, Perú, Argentina, Brasil o Guatemala. Se trata de un patrón genético de esta especie de la familia de las Nymphaliade, que le otorga este número en sus alas. Pero hay un dato más curioso aún: esta peculiaridad genética puede derivar en ocasiones hacia el número 89.

En muchos países, el encontrar esta especie de mariposas con números es un signo de buena fortuna, ya que el número 8 está asociado -en multitud culturas- a la buena suerte. Pero mucho mejor aún encontrar la mariposa 89 ya que esta duplicaría los buenos augurios.

Esferas, espirales, hexágonos, números, son solo algunos ejemplos de las formas que es capaz de crear la naturaleza sin necesitar regla, compás o calculadora.

Sin duda, la naturaleza es muy sabia y tiene mucha más antigüedad que el ser humano. Por lo tanto todos los patrones que se repiten en los seres vivos, provienen de su misma esencia y tienen una correspondencia, porque al final, todo está interconectado.

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Por casi un siglo los científicos han luchado con las nociones que se desprenden del fenómeno conocido como entrelazamiento cuántico, el cual parece romper con las leyes de la física conocidas. Pero, en la actualidad, un experimento llevado a cabo por científicos holandeses ha provisto finalmente la prueba más clara sobre la realidad de este efecto que Albert Einstein rotuló como «acción espeluznante a distancia».

El entrelazamiento es un fenómeno cuántico, sin equivalente clásico, en el cual los estados cuánticos de dos o más objetos se deben describir mediante un estado único que involucra a todos los objetos del sistema, aún cuando los objetos estén separados espacialmente. Esto lleva a correlaciones entre las propiedades físicas observables. Por ejemplo, es posible preparar (enlazar) dos partículas en un solo estado cuántico de espín nulo, de forma que cuando se observe que una gira hacia arriba, la otra automáticamente recibirá una «señal» y se mostrará como girando hacia abajo, pese a la imposibilidad de predecir, según los postulados de la mecánica cuántica, qué estado cuántico se observará. Esas fuertes correlaciones hacen que las medidas realizadas sobre un sistema parezcan estar influyendo instantáneamente otros sistemas que están enlazados con él, y sugieren que alguna influencia se tendría que estar propagando instantáneamente entre los sistemas, a pesar de la separación entre ellos. Este hecho ofendió a Einstein, quien afirmaba que el paso de información entre dos puntos en el espacio a una velocidad superior a la de la luz era imposible.

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Cinco de los mayores problemas fundamentales de la física parecen haber sido solucionados de una sola vez, informa New Scientist. El modelo capaz de ‘obrar el milagro’ fue formulado por el español Guillermo Ballesteros y sus colegas de la Universidad de París-Saclay, en Francia.

Este modelo podría explicar la materia oscura, las oscilaciones de neutrinos, la bariogénesis, la inflación cósmica y el problema CP fuerte.

Apodado SMASH, se sustenta sobre el modelo estándar de la física de partículas, pero va un paso más allá. El modelo estándar es una colección de partículas y fuerzas que describe los bloques de construcción del universo. A pesar de haber pasado todas las pruebas, no puede explicar algunos fenómenos.

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Flickr/ Smithsonian Institution

Por ejemplo, no nos permite entender la materia oscura, la misteriosa sustancia que conforma el 84% de la masa del universo. Ni por qué hay más materia que antimateria. Ni por qué el universo creció tan rápidamente en su juventud durante un período conocido como la inflación, etc.
Así que el modelo estándar carece de algo: «Sería lógico suponer que necesitamos algunas partículas nuevas», expresó Mijaíl Sháposhnikov, del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana. «La pregunta es, ¿cuántas partículas nuevas necesitamos?»

Algunos modelos, como la supersimetría, añaden cientos de partículas, ninguna de las cuales ha sido descubierta en los instrumentos de alta tecnología, como el Gran Colisionador de Hadrones (GCH). Pero SMASH añade solo seis: tres neutrinos, un fermión y un campo que incluye dos partículas.

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Foto: CERN

Sháposhnikov cree que es un enfoque razonable: «Me gustaría empezar por un pequeño número de nuevas partículas. Y a continuación añadir más solo si realmente hace falta».

Lo mejor de la teoría es que puede ser verificada dentro de los próximos 10 años, destacan sus autores. «Siempre se pueden inventar nuevas teorías, pero si se pueden comprobar solo dentro de un siglo, o nunca, no se trata de ciencia real, sino de metaciencia», comentó el coautor del estudio, Andreas Ringwald, de la Universidad de Hamburgo.

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La NASA ha confirmado que existe una distorsión en el espacio y el tiempo, y esta noticia ha sido interpretado como una prueba de que no entendemos nuestro universo, así como pensábamos.

Según el físico Francis Everitt, de la Universidad de Stanford; «El espacio-tiempo alrededor de la Tierra está siendo distorsionado exactamente como fue predicho por la teoría de la relatividad general,» En efecto, existe un vórtice en el espacio y el tiempo alrededor de la Tierra, y su forma se adapta exactamente a las predicciones de la teoría de la gravitación postulada por Albert Einstein.

A pesar de que aparece parecer algo que sólo debe importar a la comunidad científica, este extraordinariamente importante hallazgo confirma la posibilidad de tiempo y espacio que distorsionan, el uso de la distorsión para hacer posible todas las cosas increíbles que se proponen en las películas de ciencia ficción, por lo que las naves desaparecen para más tarde aparecer en algún lugar totalmente diferente en el universo.

Los resultados fueron confirmados por científicos gracias a los resultados del satélite Gravity Probe B aka GP-B. El tiempo y el espacio son, de acuerdo con las teorías de la relatividad propuesta por Einstein, entrelazan y forman un tejido de cuatro dimensiones llamado «espacio-tiempo». La masa de la Tierra crea una hendidura en este tejido, similar a lo que sucedería si una pesada persona se sentó en el en el medio de un trampolín. Según Einstein, la gravedad es el movimiento de los objetos que siguen las líneas curvadas de la hendidura.

Básicamente, se trata de cómo los científicos explican este increíble descubrimiento: La idea detrás del experimento es simple: Digamos que decidimos poner un giroscopio en órbita alrededor de la Tierra y decidimos apuntar el eje de giro hacia alguna estrella distante que servirán como fijo punto de referencia. Debido a que es libre de fuerzas externas, el eje de la giroscopio debe continuar apuntando a la estrella para siempre, pero si, por alguna razón, el espacio se tuerce, la dirección del giroscopio del eje Y debe cambiar con el tiempo. Así, mediante el registro de este cambio de dirección, que es relativo a la estrella, sería posible medir los giros del espacio-tiempo. El tipo de vórtice de espacio-tiempo que se encuentra alrededor de la Tierra se cree que ser duplicada y ampliada en otro lugar en el cosmos como alrededor de estrellas masivas de neutrones, agujeros negros y núcleos galácticos activos. Según los investigadores, este descubrimiento abre un nuevo espectro de posibilidades que están literalmente inimaginable.

Parece que estamos cerca de lograr lo que sólo la ciencia ficción películas lograron en el pasado. Los resultados de la Sonda de Gravedad B físicos han dado un renovado su confianza en que las extrañas predicciones de la teoría de Einstein son de hecho correcta y que estas predicciones pueden, por lo tanto, ser aplicada en otros casos.

por Emilio Silvera

Un modelo informático basado en la ecuación de Schrödinger descubre la interacción de sus moléculas

El acercamiento a este extraño elemento constitutivo, sin embargo, desde la perspectiva de la física cuántica (desde la ecuación de Schrödinger para ser más exactos), y gracias al uso de un conjunto de ordenadores superpotentes, ha revelado la estructura subyacente del conjunto de moléculas aparentemente sencillas del agua, que están formadas “tan sólo” por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

El logro lo ha alcanzado un equipo de científicos de la universidad norteamericana de Delaware y de la Radboud University de Holanda, que han desarrollado un nuevo método para desvelar las propiedades ocultas del agua, y sin necesidad de concienzudos experimentos de laboratorio: simplemente, informática.

Principios fundamentales

Y es que, en teoría, toda la química y la física de la materia a escala macroscópica podría ser descrita íntegramente por una enorme ecuación de Schrödinger aplicable a más de 10 elevado a 23 átomos de una unidad de materia.

Utilizar esta ecuación y aplicarla de manera eficaz es actualmente posible gracias al uso de ordenadores con una capacidad de cálculo superpotente, que permitirían comprender algunas de las enigmáticas propiedades del agua. Este tipo de herramienta informática de análisis ya se ha aplicado en otros campos, como la meteorología y la mecánica celeste.

Los resultados de la investigación han sido publicados por la revista Science y han sido explicados en un comunicado de la universidad de Delaware. La investigación ha estado liderada por el profesor de física y astronomía de dicha universidad, Krzysztof Szalewicz, que ha colaborado conRobert Bukowski, de la Cornell University, y Gerrit Groenenboom y Ad van der Avoird, del Institute for Molecules and Materials de la Radboud University.

Propiedades extrañas

Todo el mundo sabe que una molécula de agua es H2O, pero, aunque su composición parezca simple, el agua líquida en realidad es mucho más compleja que eso. Por ejemplo, señala Szalewicz, contrariamente a otros líquidos, el agua aumenta de volumen cuando se congela, lo que explica que el hielo flote en el agua. Por otro lado, el agua puede absorber grandes cantidades de calor antes de empezar a calentarse y lo libera lentamente mientras se enfría.

Las características únicas del agua parecen relacionarse con su estructura molecular y con la capacidad de sus moléculas para formar enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua. El hidrógeno de la molécula del agua tiene una carga ligeramente positiva, mientras que la carga del otro extremo de la molécula es ligeramente negativa.

Tradicionalmente se pensó que en el agua en estado líquido cada molécula se coordinaba con una media de otras cuatro moléculas gracias a estos enlaces de hidrógeno. Sin embargo, posteriormente se descubrió que esta coordinación tiene lugar sólo con dos moléculas.

Ambigüedades

Todas estas ambigüedades del agua han sido estudiadas desde la mecánica cuántica por Szalewicz y sus colegas, aplicando leyes de la física a un nivel microscópico.

El resultado: los investigadores han conseguido generar un nuevo marco teórico para describir la estructura y el comportamiento de la molécula del agua átomo a átomo, gracias a los ordenadores de última generación, multiprocesadores, capaces de aportar soluciones bastante ajustadas de las ecuaciones de la mecánica cuántica para la descripción de las fuerzas que ejercen unas moléculas del agua sobre otras. Esto debería permitir desvelar el porqué de las extrañas propiedades de este líquido.

Con un conjunto de ordenadores Linux funcionando en paralelo, y que realizaron cálculos a gran escala, el estudio tardó varios meses en completarse. El nuevo modelo puede predecir con bastante exactitud, tanto las propiedades de un par de moléculas de agua, como las del agua en estado líquido.

Todos los expertos opinan que no, que al menos en nuestro mundo, el agua, como nos dijo Tales de Miletos hace miles de años, es esencial para la … ¡Vida!

Las aplicaciones de este novedoso modelo, señalan los investigadores, van desde la posibilidad de comprender mejor el agua en diversos estados y en condiciones extremas, hasta el estudio de otros líquidos y sistemas moleculares, el ADN en biología o el llamado plegamiento de proteínas (proceso por el que una proteína alcanza su estructura tridimensional), entre otras.