Ciencia e Internet

Por Enrique

Tarde o temprano, todo estudiante de física llega a enterarse que es posible tener acceso a todos los últimos manuscritos de los artículos de investigación. Desde principios de los 90’s, el arXiv es el lugar donde todo mundo puede hacer públicos sus resultados de investigación, previos a ser publicados en alguna revista con arbitraje. En esta base de datos se encuentran artículos sobre física, matemáticas, ciencias computacionales y más recientemente biología cuantitativa y estadística. Con el tiempo, el arXiv se ha convertido en el medio preferido de consulta de los últimos resultados científicos (por lo menos en física).

En los últimos años, las redes sociales y los blogs han venido a ocupar su lugar en red y en vista de esto el arXiv también se está acomodando a las nuevas tecnologías. Si uno discute un paper que se encuentra en el arXiv, es posible hacer un trackback al mismo. En una presentación sobre futuro mejoramiento del arXiv se menciona el artículo de Garret Lisi como el más bajado de este sitio y lista 21 trackbacks de discusión en diferentes blogs. El arXiv tiene, desde diciembre 2007, un API para que los diseñadores de aplicaciones web puedan acceder a toda la información del sitio. En dicha presentación también se menciona un posible “my papers” plugin para facebook, la red social más popular entre estudiantes en EEUU.

La tecnología está cambiando continuamente la forma en la que vivimos y ahora también la forma de hacer ciencia. Lo mejor del caso es que se hace fácil el acceso a la misma lo cual es de especial importancia para nuestro país.

Paper póstumo

Por Enrique

¡Saludos desde Rumania! en donde mis vacaciones están a punto de terminar. Hace unos días apareció en el arXiv un artículo de Bryce DeWitt titulado “Quantum Gravity, Yesterday and Today”. Me llamó mucho la atención especialmente porque DeWitt falleció en el 2004. Sin embargo el manuscrito fue encontrado en sus archivos, sin referencias y sin indicación de su propósito, según la nota al pie de página en el mismo paper. El artículo es mas bien una narración histórica, la lectura es bastante interesante (y un poco graciosa). En una parte menciona que en 1955, una compañía aérea estaba dispuesta a financiar la investigación de un dispositivo antigravedad:

They were looking for a physicist who could build an antigravity device, and turned to me because I had won first price in a Gravity Research Fundation essay contest. In those days, only a decade from Hiroshima and Nagasaki and only two and a half years from the hydrogen bomb, physicist were viewed as gods who could do anything.

DeWitt fue profesor en la Universidad de Texas en Austin e hizo contribuciones en el campo de la gravedad cuántica. Entre ellas la ecuación que lleva su nombre y el de John Wheeler [1].

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[1] Como dato histórico, John Wheeler murió el pasado 13 de abril del 2008 a los 96 años. Fue estudiante de Niels Bohr y uno de los pioneros en relatividad general. Es coautor del enciclopédico libro “Gravitation”, junto con Charles Misner y Kip Thorne. Este último fue estudiante de Wheeler así como también lo fue Richard Feynman.

Charlas sobre gravedad

Por Enrique

Como había mencionado antes, el pasado lunes y martes fue la conferencia del Este sobre gravedad en Penn State. Fueron unas 60 charlas cortas. El primer día los temas a tratar fueron: análisis de datos para LIGO [1], teorías modificadas de gravedad, gravedad cuántica y cosmología. El segundo día fue sobre relatividad numérica. Empezó con condiciones iniciales para las ecuaciones de Einstein, métodos numéricos de solución de las mismas ecuaciones para el problema de los dos cuerpos, escenarios astrofísicos donde la relatividad numérica es relevante y comparación entre soluciones numéricas y aproximaciones post-newtonianas [2].

Es difícil tratar de resumir un evento de estos, especialmente en temas tan especializados como gravedad cuántica. No obstante, se puede mencionar algunos puntos salientes:

Hay una tendencia en producir condiciones iniciales para las ecuaciones de Einstein que representen agujeros negros con alta rotación. Esto se debe a que en los escenarios más realistas, los agujeros negros formados por colapso gravitacional de una estrella tienen una alta velocidad angular.

Es evidente que ya se ha alcanzado la meta de solucionar numéricamente el problema de dos agujeros negros orbitando, pasando por la fase espiral, colisión y oscilación amortiguada del agujero resultante que permanece después del choque. En realidad esto no es tan nuevo, fue en el 2005 que tales simulaciones produjeron tales resultados.

Las soluciones numéricas aún requieren altos recursos computacionales. Una simulación típica puede durar desde días hasta semanas corriendo en una supercomputadora. Esto hace difícil el empezar una simulación en donde los agujeros negros tienen una separación grande (más separación implica un dominio computacional más grande que a su vez implica más poder computacional). Esta situación física es necesaria para poder calcular varios ciclos de la onda gravitacional emitida antes de que los agujeros negros colisionen. Aquí es donde entran las aproximaciones post-newtonianas que son válidas cuando los agujeros están separados por una distancia grande. El problema es tratar de unir la parte de la onda calculada post-newtonianamente con la onda calculada vía relatividad numérica. Por ejemplo, no es trivial comparar el tiempo post-newtoniano con el parámetro temporal de la simulación numérica.

Fue muy interesante observar que la relatividad numérica ha ido progresando al punto que ya se empiezan a hacer predicciones astrofísicas. Una de ellas es lo que sucede cuando los agujeros negros que colisionan tienen distintas masas o distinta rotación. En estos casos se puede ver que después de la colisión, el agujero negro resultante adquiere una componente de velocidad para compensar la pérdida del momentum lineal irradiado como onda gravitacional. Esto implica que puede ser posible observar agujeros negros escapando a altas velocidades. Qué tan alta es la velocidad es aún tema de investigación. Aunque hay algunos cálculos que predicen velocidades que van desde 200 Km/h hasta 4000 Km/h.

En resumen, ha habido mucho avance en la infraestructura para hacer relatividad general numérica. Se puede ver que habrá colaboración más cercana entre la comunidad astrofísica y relativista en el futuro.

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[1] Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory

[2] Una expansión post-newtoniana es una solución aproximada a las ecuaciones de Einstein. La expansión se hace en términos de un parámetro que es la velocidad de los objetos materiales.

WorldWide Telescope

Por Enrique

Microsoft acaba de lanzar un nuevo producto llamado WorldWide Telescope. En esencia, es un catálogo interactivo hecho con las mejores fotografías de distintos observatorios astronómicos. Ya estuve jugando con el WWT un rato. Lo que más me gusta es la forma fluida en que uno puede magnificar los objetos celestes. Es como si uno viajara a velocidades inimaginables desde la Tierra hasta el lugar más recóndito. ¡Véanlo ustedes mismos!

También pueden darle un vistazo a la respectiva conferencia en TED aquí.

Introducción a la Topología

Por gordoponce

El Dr. Juan Escamilla, quien fue Jefe del Departamento de Matemática de la USAC durante muchos años, y ahora dirige el Centro de Investigaciones en Matemáticas y Ciencias Naturales Afines (CIMACIEN) ha publicado un libro: Introducción a la Topología. La descripción del libro, que aparece en Lulu:

Este libro es una introducción al estudio de la topología. Su objetivo es dar una buena base en esta interesante rama de las matemáticas. Está dirigido a estudiantes de matemáticas y física y constituye una buena preparación para proseguir estudios más avanzados en topología y topología algebraica, así como en análisis funcional, real y complejo. El libro está pensado para un primer curso, de un semestre, de topología. Se tratan los temas generales de espacios topológicos y sus propiedades principales, aplicaciones continuas, axiomas de separacón, conexidad y conexidad por caminos, compacidad y teoremas de compactificación de Alexandroff y Stone-Cech. Se da una muy breve introducción a las variedades topológicas con algunos ejemplos interesantes de variedades tanto orientables como no orientables. Finalmente se tratan los espacios métricos y los principales teoremas sobre metrización

Yo todavía no lo he leído, en cuanto lo haga les cuento más detalles.

Paradigma: I+D+i desde el Tercer Sector

Por Javier Gramajo

Modelos apropiados de gestión del conocimiento pueden ser desarrollados por el Tercer Sector y contagiar su paradigma a las organizaciones públicas y privadas [1].

Primero que entendemos por Tercer Sector: Se llama tercer sector a todas aquellas organizaciones asociativas que aportan a la sociedad su carácter de servicio Sin Fines de Lucro, es decir todas aquellas Organizaciones de la Sociedad Civil entre las que podemos mencionar: asociaciones civiles, fundaciones, patronatos, cooperativas, asociaciones de vecinos, sociedades de fomento, cámaras de comercio o empresariales, colegios profesionales, entre otras.

Un plot

Por Enrique

El próximo lunes 12 y martes 13 se realizará la 11a. Conferencia del Este sobre Gravedad (11th Eastern Gravity Meeting) en Pennsylvania State University. El formato consiste en presentaciones de 10 minutos + 2 minutos para preguntas. Lo reducido del tiempo se debe a la gran cantidad de participantes. Este tipo de charlas cortas son muy buenas para enterarse — a manera muy general — en qué anda trabajando la gente. La otra semana trataré de resumir que tal estuvo la reunión.

Mientras tanto voy a terminar de preparar mi presentación. Ayer y hoy me la he pasado procesando gigabytes de output de simulaciones numéricas para crear gráficas y animaciones bonitas. La figura de abajo es uno de mis primeros intentos.

El sistema físico que se analiza consiste en dos agujeros negros orbitando. Según las ecuaciones de Einstein, el sistema pierde energía por emisión de ondas gravitacionales y los agujeros negros colisionan eventualmente, formando un único agujero negro. Esta gráfica representa el valor de la función lapse en un corte a través del plano xy para uno de los agujeros negros en cuestión. En Relatividad General, y especialmente en Relatividad Numérica esta es una función muy útil. Usualmente, el lapse tiene un valor igual a 1 en todo el espacio excepto cerca del agujero negro, en donde su valor es cercano a cero. Con esto uno puede localizar un agujero negro en la región donde el lapse se hace pequeño, tal como se ve en la figura de arriba. En el caso de un agujero negro de Schwarzchild, la componente de la métrica es igual a menos el lapse al cuadrado. El gradiente del logaritmo natural de esta función es la acelación que experimenta un observador estacionario. Las franjas blancas en el mapa de colores no son errores de la gráfica. Están a propósito para indicar el trozo de volumen en que cada procesador hacía los cálculos. Ocho procesadores en este caso (una simulación pequeña).

En cuanto la tenga lista, mostraré la animación completa de esta simulación.

¿Quiénes Somos?

Por gordoponce

Somos un grupo de científicos guatemaltecos, de nacimiento o de corazón, interesados en promover el desarrollo de la ciencia en Guatemala, y la participación de los científicos en el esfuerzo común de sacar adelante a Guatemala. Aspiramos a que sea posible hacer ciencia de primera clase sin necesidad de abandonar el país, y vivir en nuestro país sin necesidad de abandonar la ciencia.

Esta bitácora tiene por objeto divulgar el conocimiento científico y dar a conocer los trabajos que realizamos los científicos guatemaltecos.