Earth’s Core Didn’t Stop Spinning. Here’s What’s Happening.

Bienvenidos todos a las noticias científicas de esta semana. Hoy hablaremos de cambios en el núcleo de la Tierra, una computadora cuántica que pliega una mini-proteína, agua radiactiva que los japoneses quieren verter al océano, los planes de la NASA para un cohete nuclear y un avión transónico, cómo enviar datos sin energía, recuperando señales de ruido, contaminación lumínica y, por supuesto, el teléfono sonará. Si confía en los titulares recientes, que no debería, el núcleo de la Tierra parece haber dejado de girar e incluso podría comenzar a girar en la dirección opuesta. Debe ser muy agotador ser el centro de la tierra día tras día, así que no lo culparía si dejara de girar, pero esto no es lo que está sucediendo. Realmente no sabemos qué hay en el centro de la Tierra porque nadie ha estado allí, pero los geofísicos tienen una idea bastante buena basándose en datos de terremotos, campos magnéticos y mediciones precisas de la fuerza de la gravedad.

Su mejor modelo actual dice que si excavas en la tierra, a unos tres mil kilómetros de profundidad, llegas a lo que se llama el núcleo externo, que es líquido y se cree que está compuesto principalmente de hierro y níquel. Si vas más abajo, unos cinco mil kilómetros, llegas al núcleo interno. El núcleo interno está hecho del mismo material que el núcleo externo, pero es sólido porque está bajo presión. La presión proviene del peso de las capas superiores que empujan el núcleo y evitan que los metales se derritan. El núcleo interno tiene aproximadamente el 70 por ciento del tamaño de la Luna y tiene aproximadamente la misma temperatura que la superficie del Sol. Flota en el centro del núcleo exterior fundido, por lo que no necesariamente gira al mismo ritmo que la repisa. De hecho, las mediciones anteriores sugirieron que el núcleo de la Tierra está girando un poco más rápido que el manto.

Los titulares recientes son sobre un artículo que se acaba de publicar en Nature Geoscience. Los autores observaron mediciones de terremotos cuyas ondas de choque viajan a través del núcleo de la Tierra. Estas ondas son redirigidas por la rotación, por lo que la rotación puede deducirse de las mediciones. La mayoría de los terremotos ocurren siempre en las mismas regiones del planeta, a menudo porque las placas tectónicas se frotan entre sí. Esto permite averiguar cómo cambian con el tiempo las ondas sísmicas que atraviesan el núcleo. En el documento ahora encontraron que alrededor de 2009, el núcleo parece haber dejado de girar más rápido que el manto de la tierra.

El mejor ajuste a los datos actualmente es que ahora gira algo más lento. Así que no es como si el núcleo de la tierra hubiera dejado de girar o hubiera cambiado de dirección. Dicen que dejó de girar más rápido que el manto y ahora gira un poco más lento. ¿Qué significa esto? Bueno, tal vez recuerdes que el momento angular se conserva. Esto significa que si el núcleo de la Tierra gira un poco más lento, algo más debe girar más rápido. Ese algo más es el manto de la tierra sobre el que vivimos. Hay mayores contribuciones al giro del manto terrestre que provienen de la luna y la atmósfera. Pero si quieres ser preciso, si el núcleo gira más lento, los días se acortan. Es solo una pequeña fracción de segundo, pero si te has sentido algo cansado desde 2009, eso debería explicarlo.

No culpes demasiado al núcleo interno, está bajo mucha presión. Una computadora cuántica ha logrado, por primera vez, simular el comportamiento de plegamiento de una molécula de proteína. La computadora, llamada JUPSI y ubicada en el Centro de Supercomputación Jülich en Alemania, tiene cinco mil qubits y es la computadora más grande fuera de los Estados Unidos. JUPSI no es una computadora cuántica universal como la Sycamore de Google o la Osprey de IBM, sino que es de la compañía canadiense D-Wave. Sus dispositivos se especializan en recocido cuántico, que es básicamente un mecanismo de optimización. Estas computadoras se relajan automáticamente en un estado óptimo.

Si desea hacer un cálculo, configure la computadora para que este estado óptimo sea la respuesta a su pregunta. Este método es muy bueno para abordar problemas que tienen muchas soluciones potenciales, en los que encontrar el estado de energía más bajo produce la respuesta. Y lo hace explotando túneles cuánticos, superposiciones y entrelazamientos. Así que es una simulación cuántica real. Si quiere llamarlo computación cuántica es algo así como un problema semántico, depende de lo que media por cálculo. Hay algunas personas que dicen que D-Wave no es una computadora cuántica propiamente dicha, pero al final no importa cómo lo llames sino lo que puedas hacer con él. Doblar una red de proteínas en su estructura de energía mínima es un problema que el recocido debería poder manejar bien. En su artículo, los autores utilizaron un modelo muy simplificado en el que el plegado se realiza en solo dos dimensiones en una celosía.

Entonces, la proteína es básicamente una cadena que tienes que poner en una cuadrícula. Usaron una cadena de hasta 64 elementos, cada uno de los cuales se supone que es un aminoácido. Este problema simplificado puede y ha sido resuelto en computadoras convencionales. El objetivo del estudio no era superar a una computadora convencional, sino demostrar que una computadora cuántica también puede hacerlo. Los autores probaron dos métodos diferentes de cálculo que puede hacer la computadora de onda D, uno es un cálculo cuántico puro, el otro es una versión híbrida del cuántico y una simulación clásica convencional. Curiosamente, descubrieron que la simulación cuántica pura disminuyó drásticamente en rendimiento más allá de una longitud de cadena de solo 14, mientras que la simulación híbrida funcionó bien hasta 64, que fue la más grande que observaron .

No tengo idea de lo que esto significa, pero probablemente veamos algunos estudios de seguimiento al respecto. Uno de los autores del artículo dijo en una entrevista que es posible que necesitemos hasta tres generaciones más de computadoras cuánticas antes de que los cálculos se vuelvan relevantes para la investigación de fármacos. Hablando de computadoras cuánticas, la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia planea poner a disposición de los investigadores y la industria una computadora cuántica de 25 q-bit, junto con un servicio de asistencia cuántica. Me pregunto cómo funcionará esto. Hola, este es el servicio de asistencia cuántica, ¿cómo puedo ayudarlo? ¿Has probado a encenderlo y apagarlo al mismo tiempo? El gobierno japonés ha anunciado que liberará agua radiactiva en el océano y, créalo, no a todo el mundo le gusta la idea. En 2011, la planta de energía nuclear de Fukushima fue destruida por un terremoto y un tsunami que eventualmente causó que tres núcleos se derritieran en gran parte. Actualmente hay más de mil tanques de agua en el sitio, con más de un millón de toneladas de agua.

El agua es una mezcla de agua subterránea, refrigerante y agua de mar que inundó el sitio costero. El sitio continúa produciendo agua contaminada todos los días y se están quedando sin espacio de almacenamiento. Antes de almacenar el agua, la mayoría de las partículas radiactivas se eliminan, incluido el cobalto-60, el estroncio-90 y el cesio-137, pero este proceso no es perfecto, por lo que quedan algunos rastros. Otro problema es el hidrógeno-3, también conocido como tritio. Dado que es químicamente idéntico al hidrógeno normal, puede unirse con el oxígeno y formar un tipo de agua que es extremadamente difícil de separar del agua normal. Su vida media es de unos 12 años. En lo que respecta a las sustancias radiactivas , el tritio no es tan malo porque no se acumula fuertemente en el cuerpo. Aunque esto es algo así como decir que, en lo que respecta a las enfermedades, la peste no es tan mala.

En cualquier caso, no quieres tritio en tu té, y tampoco pescado. La liberación del agua en el océano diluirá fuertemente las sustancias radiactivas, hasta un nivel en el que la dosis de radiación añadida está por debajo del nivel de fondo natural . Este plan ha sido respaldado por la Autoridad Internacional de Energía Atómica, que ha seguido de cerca el desmantelamiento de la planta de energía de Fukushima. Por lo tanto, parece probable que los japoneses sigan adelante con el vertido del agua en el océano. No es tan sorprendente que el plan haya enfrentado cierta oposición de grupos de interés en los países vecinos.

Henry Puna, líder del Foro de las Islas del Pacífico, señala las terribles experiencias de las personas en las Islas del Pacífico durante las pruebas de armas nucleares, los temores de que su salud sufra más daños y que muchas personas en estas islas dependen del mar para su sustento. Los pescadores también se han unido a los llamados a un replanteamiento, expresando su preocupación por la contaminación de los mariscos. Y probablemente tengan razón en preocuparse, porque al final no importa si los mariscos son seguros para comer mientras los clientes teman que no lo sea. Hablando de radiación. A algunas personas no les gusta la idea de reactores nucleares voladores, e históricamente las agencias espaciales han estado entre ellas, pero esto está a punto de cambiar.

La NASA ha anunciado que se asociará con la agencia de proyectos avanzados del ejército estadounidense DARPA. Esa es la misma agencia que anteriormente experimentó con elefantes mecánicos para la guerra en la jungla y trató de reclutar espías telepáticos. También en la década de 1950 se les ocurrió la idea de acelerar una nave espacial arrojando bombas nucleares por la parte trasera y cabalgando sobre la onda expansiva, que, al menos, es una metáfora bastante buena para hacer bromas en YouTube. Afortunadamente, su nuevo plan es un poco menos dramático. Quieren poner un reactor de fisión nuclear en un cohete para suministrar calor a un tanque de propulsor, probablemente hidrógeno líquido. El hidrógeno se convierte en gas, se expande y sale corriendo a través de la tobera de un cohete para proporcionar empuje de una manera buena y anticuada que Newton habría aprobado. Este método podría proporcionar más energía que un cohete químico, lo que permitiría que las naves espaciales transporten hasta tres veces la carga útil y lleven a los astronautas a Marte más rápidamente. No es una idea nueva.

Se originó en la década de 1950 y tanto Estados Unidos como Rusia llevaron a cabo varias pruebas en tierra, aunque nunca ha volado un cohete nuclear. El riesgo de que la falla de un cohete o la colisión con desechos orbitales pueda distribuir material radiactivo por todo el mundo ha mantenido la tecnología firmemente sobre el terreno. Hasta ahora. El acuerdo de la NASA con DARPA tiene como objetivo poner en órbita un cohete a partir de 2027, muy probablemente impulsado al espacio por cohetes químicos tradicionales antes de encender su reactor.

Qué podría salir mal. La NASA también tiene planes para revolucionar el vuelo de pasajeros. Acaban de adjudicar a Boeing 425 millones de dólares para desarrollar un avión de pasajeros transónico, es decir, que vuela cerca de la velocidad del sonido pero no la cruza. El nuevo avión estará diseñado para disminuir el impacto de los viajes aéreos en el medio ambiente. El dinero, que se pagará durante siete años, se destinará al desarrollo y pruebas de vuelo de un
fuselaje que puede reducir drásticamente la cantidad de combustible utilizado en los vuelos de pasajeros y, con suerte, influir en la próxima generación de aviones comerciales de un solo pasillo, que son responsable de
casi la mitad de las emisiones de los aviones en todo el mundo.

Una de las tecnologías que se están probando es el concepto de ala Transonic Truss-Based de Boeing, que tiene como objetivo alcanzar velocidades de hasta Mach 0 punto 8. El nuevo diseño, combinado con nuevos motores y materiales, podría generar un ahorro de combustible del 30 por ciento en comparación con los aviones de pasajeros actuales. Las alas del nuevo avión tienen un ángulo y una forma algo diferentes, una posición en la aeronave que es más alta y más adelantada de lo habitual, y una armadura de apoyo que sale de la parte inferior del fuselaje y une el ala un poco menos de la mitad de su longitud. . Se espera que el avión de demostración realice su primer vuelo en 2028. Esperemos que llegue a tiempo. Señor presidente. Así es, encontraron que las ovejas parecen tomar decisiones democráticas. No, no creo que eso sea propaganda rusa. Pero quizás eso explique por qué hablamos de cajas de baa-llot. De nada. Un grupo de ingenieros de la universidad de Washington ha ideado una forma de enviar señales aparentemente sin energía, y no, no son dos tazas conectadas por un cable.

Tampoco es solo una especulación teórica, en realidad construyeron la cosa y enviaron señales con ella. ¿No viola esto una o dos leyes de la naturaleza? No necesariamente. Esto es lo que hicieron. Usaron ruido para crear una señal. Verá, un circuito eléctrico que no está alimentado aún generará ruido, porque constantemente es golpeado por partículas del medio ambiente. Y ese ruido depende de si el circuito está abierto o cerrado.

Entonces, dicen los investigadores, en lugar de alimentar el circuito y enviar una señal con él, usaremos un receptor para detectar cómo cambia el ruido cuando abres y cierras ese circuito. Esto no viola ninguna ley de conservación porque abrir y cerrar el circuito requiere energía, si no mucha, y la mayor parte de la energía debe invertirse en el receptor para captar la señal. Consiguieron detectar estas señales pasivas a una distancia de hasta 7 metros y lograr velocidades de transferencia de datos de hasta 26 bps. Eso es bits por segundo y más lento que mi primer módem de acceso telefónico, así que hay un camino por recorrer.

Pero un día usaré nada más que un circuito ruidoso para controlar la computadora cuántica que está volando su avión transónico. Y luego me despertaré. Un grupo de investigadores de China y Arabia Saudita ha ideado un nuevo método para recuperar datos de imágenes oscurecidas, borrosas o ruidosas. Se han propuesto muchas técnicas para esto antes, pero la suya es excelente para hacer el trabajo con una cámara de baja resolución con poco costo computacional. Para esta investigación, pasaron la luz de una imagen conocida a través de un difusor aleatorio para simular el efecto de una nube. Movieron la cámara para recopilar más información, construyeron un modelo tridimensional de la nube difusora y recuperaron la imagen después de restar el efecto de la difusión.

Este método no produce mágicamente una fotografía en color perfecta a partir de una masa de desenfoque y ruido, pero mejora la legibilidad de letras individuales. Tal vez algún día incluso encuentren una forma de descifrar la letra de mi médico. La contaminación lumínica está empeorando más rápido de lo esperado, según un proyecto de ciencia ciudadana cuyos resultados acaban de publicarse en Science. El estudio recopiló informes de más de 50 mil participantes en todo el mundo. Descubrieron que los avistamientos de estrellas disminuyeron más rápido de lo que sugerirían las mediciones de brillo de los satélites. Según los autores, se debe a que el espectro de emisión y el ángulo típico han cambiado.

El cambio a luces LED, dicen, ha contribuido significativamente al problema. Debido a que las farolas LED ahorran energía, se utilizan más ampliamente. Al mismo tiempo, las luces LED más baratas tienen un gran componente azul del espectro, que es mucho más perjudicial para los ciclos de sueño que la antigua luz amarillenta. Hay LED que ahorran energía y tienen una parte azul baja del espectro, pero son un poco más caros y, en la actualidad, básicamente no se utilizan.

Hablé de esto con más detalle en un video anterior. La contaminación lumínica no es solo un inconveniente para los amantes de las estrellas. Se correlaciona con problemas de sueño, tanto en calidad como en cantidad, especialmente si la luz tiene un fuerte componente azul. La contaminación lumínica desorienta y debilita a los insectos y las aves con efectos que se propagan a lo largo de la cadena alimentaria, y dificulta la búsqueda de presas para los animales nocturnos, como murciélagos, zorros y asesinos en serie.

Pero no te preocupes, el futuro será brillante. El FBI estima que las pérdidas financieras por ciberataques y actividad cibernética maliciosa en los EE. UU. superaron los 6.900 millones en 2021. Reciben más de 2000 informes cada día. Y este es un problema global, no estadounidense . Si desea estar seguro en Internet, nuestro patrocinador NordVPN puede ayudarlo con eso. NordVPN es una aplicación que instala en su teléfono o computadora portátil. Crea una conexión segura a uno de sus servidores, luego navegas por la web desde allí. Esto mantiene la privacidad de sus datos, incluso en una red inalámbrica pública. NordVPN también viene con una protección contra amenazas que lo mantiene a salvo de malware, rastreadores y anuncios maliciosos. Si aún no estás seguro de para qué necesitas una aplicación como esta, déjame mencionar que tienen más de 5000 servidores en todo el mundo y puedes elegir uno.

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