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viernes, 10 de mayo de 2013

La física es la ciencia mas próxima a la naturaleza de las matemáticas


¿Podría decirse que en las matemáticas está la respuesta a todo? En mi opinión, la respuesta a la pregunta es no. En el ámbito de las ciencias físicas biológicas o sociales, y a su vez en ingeniería, las matemáticas proporcionan herramientas que permiten expresar con rigor los resultados de estas ciencias y, por tanto, entender mejor la naturaleza. En cualquier caso, son necesarios los métodos propios de cada una de las ciencias para que el conocimiento en ellas pueda avanzar. 

Si usamos el símil de una ciencia experimental, el proceso se podría explicar así: en base a resultados experimentales o a una reflexión sobre conocimientos previos se formula un modelo matemático para explicar cierto fenómeno. Este modelo necesita validarse con posterior experimentación. En tanto que el modelo es dado por válido, la pura deducción matemática aporta nuevas verdades sobre el fenómeno que se estudia. 

Sin embargo, el desarrollo de las matemáticas no se circunscribe a este diálogo con otras ciencias. Las matemáticas tienen la entidad de ciencia independiente, con sus propios métodos preguntas y desarrollo natural. Si bien en muchas ocasiones este desarrollo ha venido motivado por las necesidades de otras ciencias, como es el caso de la teoría de juegos, en muchas otras ocasiones los desarrollos matemáticos se han adelantado siglos a sus aplicaciones prácticas. Por ejemplo, Einstein se encontró con un cuerpo de conocimientos de Geometría Diferencial suficiente para poder formular la Teoría de la Relatividad. Si estas matemáticas no hubieran sido ya bien entendidas por los científicos de la época habría sido muy difícil que este descubrimiento se hubiera realizado. 

A lo largo del siglo XX el diálogo entre las matemáticas y la física ha sido cada vez más profundo y fecundo. En 1960, el físico Eugene Wigner publicó un artículo titulado The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in The Natural Sciences, en el que observaba que la estructura matemática de una teoría física revelaba más sobre los posibles avances futuros que las evidencias empíricas, y argumentaba que esto reflejaba una relación profunda entre matemáticas y física. 

Por ejemplo, en el intento de crear una teoría que explique unificadamente la gravitación y todas las interacciones entre partículas, los físicos han hecho sorprendentes predicciones matemáticas totalmente teóricas. A su vez, los matemáticos han conseguido confirmar estas predicciones y desarrollar nuevas teorías que sirven a los físicos teóricos de posibles marcos para formular sus ideas. 

Posiblemente la física es la ciencia mas próxima a la naturaleza de las matemáticas y, por ello, ha sido la primera en la cual el diálogo con las matemáticas ha alcanzado una profundidad y belleza sorprendentes. No obstante, a medida que avanzan las matemáticas, sus aplicaciones en las otras ciencias ganan en profundidad, y este diálogo puede empezar a vislumbrarse. Por ejemplo: hay cada vez más matemáticos interesados en las relaciones con la biología. 

JAVIER FERNÁNDEZ DE BOBADILLA | Investigador del ICMAT (Instituto de Ciencias Matemáticas) | Publico.es

miércoles, 16 de enero de 2013

Cometa ISON


Astrónomos y observadores de todo el mundo permanecen atentos a la órbita del cometa ISON, descubierto en septiembre del pasado año por científicos rusos, y que va en camino de convertirse en uno de los más espectaculares de la historia. El próximo noviembre, cuando la roca se aproxime al Sol, algunas predicciones apuntan que podría ser superar en brillo a la Luna y ser visto a la luz del día. Si esto es así, no hay duda de que ISON se convertirá en una sensación mundial. Sin embargo, como ocurre con muchas personas, uno no puede fiarse de los cometas que acaba de conocer. Pueden ser impredecibles y defraudarnos con una trayectoria inesperada. Si el cometa acaba desintegrado en su acercamiento al Sol, se acabó el espectáculo.

ISON (C/2012 S1) fue descubierto el 21 de septiembre por los astrónomos rusos Vitali Nevski y Novichonok Artyom a través de imágenes tomadas con un telescopio reflector de 40 centímetros. Otros observadores del cielo no tardaron en ponerlo en su punto de mira y el Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional en Cambridge (Massachusetts, EE.UU.) confirmó el hallazgo.
Los investigadores rusos calcularon una órbita casi parabólica que dirige al cometa hacia el Sol. Esta órbita también sugiere que es un recién llegado de la nube de Oort, el cinturón de objetos helados rodea el Sistema Solar. En la actualidad, ISON se encuentra todavía lejos, cerca de la órbita de Júpiter, en la constelación de Géminis, moviéndose entre las cabezas de los gemelos Castor y Pollux, según explica John Chumack a Spaceweather.com desde un observatorio privado en Yellow Springs, en Ohio. «Todavía es muy débil, cerca de una magnitud 16, pero no se deje engañar. Podría convertirse en uno de los mejores cometas en muchos años», admite.

Visible de día

Efectivamente, el 28 de noviembre el cometa se acercará a solo 1,2 millones de kilómetros de la superficie del Sol, a aproximadamente 425.000 kilómetros por hora. Entonces pueden ocurrir dos cosas: que el cometa acabe desintegrado como muchos otros, lo cual supondrá una enorme desilusión, o que sobreviva y nos proporcione uno de los espectáculos celestes más increíbles que jamás hayamos contemplado. En ese caso, de la bola de hielo y rocas brotará una magnífica cola que la convertiría en uno de los cometas más espectaculares jamás vistos.
Las previsiones dicen que podría ser tan brillante como Marte y los más optimistas apuntan que podría superar varias veces a la Luna. Eso significa que incluso aparecería en el cielo junto al Sol durante el día. Algo impresionante. Las observaciones serían mejores desde el hemisferio norte. Por las fechas en las que puede aparecer, es inevitable acordarse de la estrella de Belén. Pero todavía es pronto para asegurarlo. Durante el verano, los astrónomos ya estarán seguros de si ISON es un visitante tan prometedor como parece.