Denebola

Actualización 06/10/08: al parecer, un fallo en la unidad de control/formateador de datos científicos ha dejado al telescopio inoperativo hasta que se transfiera todo el control a la unidad de reserva (side B), que nunca se ha probado en los 18 años que lleva en órbita. La misión del Atlantis se retrasará hasta principios de 2009 para sustituir también este componente dañado.

El próximo 10 de octubre, el transbordador Atlantis visitará al Telescopio Espacial Hubble en la que será la quinta y última misión de servicio (SM4) desde  su lanzamiento en 1990.

Esta misión estaba originalmente prevista para 2006, pero apenas un año después  del accidente del Columbia, en enero de 2004, el entonces administrador de NASA --Sean O'Keefe-- decidió cancelarla porque las características de la órbita de Hubble impiden que los astronautas puedan refugiarse en la Estación Espacial Internacional en caso de que el transbordador sufra algún daño en el despegue. Sin embargo, debido a la presión ejercida por la comunidad astronómica y por el público, y tras el relevo de O'Keefe por Michael Griffin, en octubre de 2006 NASA anunció una nueva misión de mantenimiento programada para finales de 2008.

En 5 paseos espaciales se sustituirán componentes envejecidos (principalmente los giróscopos, que tanta lata han dado, pero también  las baterías y el sensor de guiado fino), se repararán la cámara ACS (estropeada desde 2007) y el espectrógrafo STIS (caído en 2004).

Por supuesto, casi todo el interés lo acaparan los dos nuevos instrumentos que se instalarán a bordo: una nueva cámara de gran campo, Wide Field Camera 3 (WFC3), y un nuevo espectrógrafo, Cosmic Origins Spectrograph (COS), que son el sueño húmedo de muchos astrofísicos.

WFC3 opera en el infrarrojo cercano, visible y ultravioleta, y promete una sensibilidad entre 10 y 30 veces mejor que la --ya de por sí fantástica-- alcanzada por ACS. Por su parte, COS es un espectrógrafo multiobjeto de resolución media-alta (R=20000) optimizado para el ultravioleta (110-300nm), y supondrá un incremento de sensibilidad de al menos un orden de magnitud sobre instrumentos anteriores.

En esta misión se instalará también un dispositivo que facilitará el acoplamiento de una nave robótica en el futuro para realizar el "de-orbitado" del telescopio cuando finalice su vida útil, en principio no antes de 2014. Para entonces, si no se producen nuevos retrasos, ya estará en órbita su sucesor, James Webb Space Telescope, que será muy superior en casi todos los aspectos, salvo uno: no puede ser reparado en órbita.

La Universidad de Stanford (Estados Unidos) ha puesto en marcha una interesantísima iniciativa que espero que haga cundir el ejemplo. Se trata de que alumnos, profesores, profesionales y público en general de todo el mundo puedan "asistir" a algunas de las clases que imparten en su escuela de ingeniería. Y todo eso sin matrículas, notas de corte, y sin ni siquiera tener que moverse del ordenador de casa. Y gratis. Pero eso sí, en inglés.

Se trata del programa que han llamado Stanford Engineering Everywhere (SEE). En su página web ofrecen material de algunos de los cursos impartidos en su universidad. Entre ellos, ofrecen los vídeos de las clases en diferentes formatos (YouTube, iTunes, Mp4, WebTorrent), así como las transcripciones en texto de las clases en formato HTML o PDF. A día de hoy los cursos que están disponibles pertenecen a las áreas de "Ciencias de la computación", "Inteligencia artificial" y "Sistemas lineales y optimización". El proyecto ha sido posible gracias a la financiación de la empresa privada Sequoia Capital.

Además de las clases, se proporciona material adicional para el seguimiento de las mismas, de igual manera que si se asistiese presencialmente a ellas: programas de las asignaturas, ejercicios, algunos apuntes e incluso exámenes.

Y como colofón todos los contenidos han sido publicados bajo una licencia Creative Commons 3.0, que permite la libre distribución de los materiales, y la posibilidad de crear obras derivadas a partir de éstos. Siempre eso sí, mencionando la procedencia de las obras originales y reconociendo a los autores de las mismas.

Actualización: Indagando un poco parece ser que una iniciativa parecida fué puesta en marcha hace algún tiempo por el Massachusets Institute of Technology (MIT). Algunas de las clases impartidas por personal del MIT aparecen en Youtube, y al parecer cubren una gama más amplia de temas.

La mayoría de las revistas en las que los cientificos publican sus resultados son accesibles a través de una suscripción y el correspondiente pago de una cantidad. Muchas universidades e instituciones científicas abonan periodicamente dicha suscripción a las revisas que consideran de su interés, lo cual da derecho al personal que trabaja en ellas a acceder a los contenidos de las mismas. Sin embargo estas suscripciones suelen ser caras y pueden llegar a consumir una fracción considerable de los recursos económicos de las instituciones más modestas.

El acceso fluido a lo que se publica en el propio campo de investigación es esencial porque permite al científico conocer los avances recientes en la materia y además contrastar sus investigaciones con resultados similares o complementarlos con otros resultados obtenidos por otros grupos. Leer las revistas además enriquece la opinión o interpretación que cada uno tiene sobre el tema en cuestión. Por supuesto también sirve para saber qué están haciendo otros grupos, lo cual es útil a la hora de plantearse un nuevo trabajo a realizar.

Algunas revistas son excepción, ya que proporcionan un acceso abierto a sus contenidos. He de reconocer que pensaba que eran minoría, aunque un vistazo rápido al "Directory of Open Access Journals" me dice que hay más de 3600 revistas de este tipo indexadas en su base de datos, cubriendo muchas disciplinas. Entre ellas hay 50 de física y 13 de astronomía. También me sorprendión encontrar en el listado de revistas editadas por países, que España a fecha de hoy ocupa el cuarto lugar con 209 revistas de este tipo, por detrás de Estados Unidos, Brasil y Reino Unido.

Entre ellas me gustaría señalar una que me parece bastante interesante. Se trata de la revista CAP (Communicating Astronomy with the Public) editada por la Unión Astronómica Internacional y que está dedicada a la divulgación de la astronomía. El primer número es de Octubre de 2007 y de momento lleva ya tres números publicados.

Es una revista que va dirigida a aquellos interesados en divulgar la astronomía. Ofrece varias secciones, entre ellas una de anuncios importantes sobre eventos pasados y futuros, otra de opinión, y otras como Resources (Recursos) e Innovation (Innovación) donde se ofrecen ideas nuevas sobre los métodos para enseñar la astronomía de manera eficiente. Probablemente esta puede ser una publicación interesante para profesores de astronomía a todos los niveles, desde el nivel de educación secundaria hasta universitaria.

Por cierto, que viene muy a cuento esta revista porque el próximo año 2009 será declarado el año internacional de la astronomía. Seguramente veremos un montón de iniciativas interesantes en divulgación que se pondrán en marcha para este año.

Anteayer, comiendo con uno amigos, me preguntó uno de ellos: "tú que eres astrofísico... ¿qué opinas de que por fín hayan construído una máquina que permita viajar al hombre a otra dimensión?"

¿¿lo qué??

después de los 5 minutos de estupefacción de rigor, resultó que se refería a la puesta en marcha ese mismo día del Gran Colisionador de Hadrones en el CERN, Ginebra.

Y es que no es fácil para un peridista que -reconozcámoslo- la mayoría de las veces no tiene ni idea de ciencia, resumir en una noticia de 30 segundos una nota de prensa de una institución científica, y que sea a la vez entendible e impactante para el gran público. Véase como ejemplo, toda la polémica que se ha montado sobre la hipotética destrucción del mundo si se crea un mini agujero negro en uno de los experimentos.

Han tenido que ser los propios investigadores del CERN los que, en este fantástico documental-rap, explican al mundo de qué va el LHC y por qué es importante. Imprescincible.

Casi todo lo que sabemos de los astros lo averiguamos a partir de la luz que nos llega de ellos. Por ejemplo, somo capaces de saber la composición de una estrella o de un meteorito, mediante la espectroscopía. En este caso, el conocimiento de los espectros de los elementos químicos obtenidos en los laboratorios de la Tierra, nos permite averiguar de qué está hecha la atmósfera de Júpiter, o bien las nubes interestelares.

La Universidad de Nottingham a través del investigador (un tanto peculiar) Martyn Poliakoff, acaba de poner en marcha una iniciativa para dar a conocer los distintos elementos químicos de forma diferente. Para ello, en colaboración con el productor Brady Haran, han inaugurado una página web con la tabla periodica, de modo que haciendo click en cada elemento aparece un video explicativo de unos minutos (que está colgado en Youtube) donde se habla de dicho elemento. Eso sí, por ahora, salvo que a alguien se le ocurra hacer algo similar traducido al cristiano, en inglés.

http://www.periodicvideos.com

Como ejemplo, aquí os dejo el correspondiente al Mercurio...

El pasado domingo, escuché por la radio parte del programa "A vivir que son dos días" que dedica una sección semanal a temas relacionados con la ciencia, "La ciencia para curiosos", en la que colabora Carlos Martínez, presidente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Se hablaba de algunos hallazgos que se han publicado en revistas científicas y que luego se han demostrado erróneos o de poca credibilidad. Pusieron como ejemplo el artículo aparecido en 2004 en la revista Science publicado por el Dr. Hwang Woo-Suk de la Universidad Nacional de Seúl, en el que su equipo afirmaba haber obtenido las primeras células madre por medio de la clonación. Deduje de las palabras de la presentadora Montserrat Domínguez que ella pensaba que los mecanismos propios de la revista para seleccionar una publicación de valor científico en este caso habían fallado.

La respuesta de Carlos Martínez fue bastante acertada según mi opinión, ya que comentó que en este tipo de casos es la propia ciencia la que pone las cosas en su sitio, ya que si los resultados no son reproducibles por otras personas, la investigación pierde automáticamente todo su interés ante la comunidad científica.

Las revistas científicas no tienen modo alguno de contrastar de manera infalible los resultados de los trabajos que publican. De hecho no creo que sea tampoco su labor. Los que revisan la calidad científica de estos artículos (los llamados árbitros o "referees") no son sino otros investigadores de "la competencia" seleccionados por el editor de la revista. Esto garantiza hasta cierto punto una revisión concienzuda y exhaustiva, pero las cosas que se comprueban son, por ejemplo: la claridad de lo que se afirma; que las medidas o datos en los que se apoya el trabajo hayan sido tomadas con pulcritud especificando todo aquello que sea necesario para reproducir el experiemento; que las conclusiones se deriven de forma lógica de los resultados que se muestran; que no haya incoherencias lógicas en resultados o conclusiones, etc..

En conclusión, que la revista no se va a poner a comprobar si la medida daba 14 ó 17. Sin embargo puede que otros grupos científicos lo hagan en el futuro, y probablemente la coherencia de los resultados independientes dará mayor credibilidad a los mismos. Sin embargo, si alguien falsea sus datos como parece ser el caso del mencionado grupo coreano, esto pasará inadvertido hasta que otros grupos encuentren razones para pensar que así fué, o encuentren resultados totalmente contradictorios.

Hay un artículo bastante extenso en la wikipedia sobre el proceso de arbitraje en revistas científicas, con algunos enlaces interesantes.

La interferometría está resultando ser una técnica muy productiva en la astronomía moderna, ya que permite expandir increíblemente el potencial de los telescopios, sin necesidad de hacer mono-instrumentos gigantescos muy costosos. La interferometría se ha utilizado tradicionalmente desde hace décadas sobre todo en longitudes de onda largas (generalmente en radioastronomía), ya que es importante medir con precisión la amplitud y la fase de las ondas detectadas, y esto es más sencillo cuanto más larga la longitud de onda. Sin embargo la tecnología actual ha permitido desarrollar interferómetros que trabajan a otras longitudes de onda más cortas, como en el rango visible o infrarrojo.

Un alto porcentaje de los grandes telescopios astronómicos que comenzarán a usarse durante las próximas décadas son de hecho interferómetros. Así que me propongo empezar una serie de entradas donde comentaré algunos de ellos, y comenzaré con LOFAR que ya está en fase avanzada de desarrollo e implementación.

LOFAR (Low Frequency Array) es un interferómetro radio que permitirá observar en el rango de frecuencia entre 10 y 240 MHz (longitudes de onda entre ~ 1 y 30 m). Este rango del espectro está bastante inexplorado ya que la mayoría de los radiotelescopios actuales observan en ondas centimétricas. La gran dificultad de observar a menor frecuencia lo constituye el efecto de la ionosfera terrestre, que "distorsiona" de manera bastante apreciable las ondas de radio que pasan a su través. La exploración de esta nueva "ventana" del espectro traerá seguramente importantes avances, aunque por otro lado será todo un reto desde el punto de vista observacional ya que se conoce poco del universo a estas frecuencias, y por ejemplo existen muy pocos objetos suficientemente conocidos y estudiados que puedar ser usados como calibradores.

LOFAR está formado por miles de pequeñas antenas unidireccionales (no parábolas), muy económicas, que observan simultáneamente una gran parte del cielo. Después, la señal obtenida por todas ellas se combina electrónicamente para simular una observación única con un telescopio de dimensiones iguales a la mayor separación entre dos de las antenas. El mayor reto tecnológico está pues en la transmisión contínua de grandes flujos de datos a lo largo de kilómetros de distancia, y en la capacidad de cálculo necesaria para procesar las señales simultáneas de miles de estas antenas.

A la izquierda antenas de baja frecuencia (30-80 MHz) en una estación LOFAR sobre el terreno en que serán utilizadas. A la derecha imagen de dos antenas de alta frecuencia (120-240 MHz)

Además de tener aplicaciones astronómicas, LOFAR también contribuirá en otros campos como son la geofísica e incluso la agricultura. Cada mini-antena lleva acoplados sensores que permiten medir movimientos de la corteza terrestre, o estimar los niveles de agua subterránea. También se instalarán sensores que miden las condiciones de presión, temperatura y humedad en cada estación, lo que permitirá estudiar cómo influyen los microclimas en el desarrollo de ciertas plagas de hongos que afectan a cultivos como la patata.

LOFAR está siendo desarrollado por un consorcio de instituciones, sobre todo holandesas, y está liderado por ASTRON. El proyecto se desarrollará en varias fases, primero con un número más reducido de antenas cubriendo un área de unos 100 km de diámetro, y después extendiendose a mayores distancias. Otros países como Alemania, Inglaterra, Francia, Suecia, Italia o Polonia también colaborarán con estaciones LOFAR en fases sucesivas, lo cual incrementará sustancialmente las capacidades del interferómetro. El telescopio de encuentra en fase de construcción y ya se tienen primeros resultados después de usar un número limitado de antenas.

Enlaces útiles:

• Página oficial de LOFAR: http://www.lofar.org (inglés)
  
• Especificaciones y características técnicas: Pincha aquí (inglés)
  
• Primeros resultados de observación: Pincha aquí (inglés)
• Aplicaciones geofísicas: Pincha aquí (inglés)
• Aplicaciones en agricultura: Pincha aquí (inglés)

En este mes de mayo fue publicado en astro-ph (la base de datos pública donde se encuentran los últimos artículos en astronomía) un pequeño artículo de Duncan Forbes, actualmente profesor en la Universidad Swinburne en Australia, donde da su visión y sus consejos sobre cómo intentar desarrollar con éxito la carrera investigadora en astronomía.

Forbes habla sobre las motivaciones más comúnes que (según él) mueven a los estudiantes de doctorado a querer comenzar la carrera investigadora, da consejos sobre cómo elegir a un buen supervisor para la tesis, habla sobre lo que se espera durante la etapa post-doctoral y lo que se debe y no se debe hacer para conseguir uno de los "escasos" puestos a tiempo indeterminado. Segun cuenta, el artículo se basa en numerosas conversaciones con estudiantes de doctorado, investigadores post-doctorales y seniors con los que ha conversado a lo largo de su carrera (principalmente en Estados Unidos, Reino Unido y Australia). Comienza con estas palabras:

Exotic workplace locales, amazing discoveries, and fame (but probably not fortune) await those who persevere on the path leading to a career as a professional astronomer. So how do you join the elite ranks of professional astronomy? Here are some suggestions for how to get a job in astronomy.

El artículo completo (en inglés) se puede bajar de astro-ph en formato pre-print (136 KB), o en formato maquetado a color y con figuras (2.5 MB), tal y como aparece publicado en el volúmen 37-2 de la revista de divulgación Mercury.

Créditos Foto: Tomada en Praga el 25/09/05 por wendyfairy. Bajo licencia Creative Commons.

Aquí va una lista de algunos paquetes que poco a poco van haciendo de Python un lenguaje más apto para uso en un contexto astrofísico, o científico en general. Más adelante añadiremos alguna entrada más detallada comentando algunos de estos paquetes.

• Matplotlib: Potente librería gráfica para la realización de gráficos en 2-D de gran calidad, que utiliza una sintaxis similar a la de MATLAB. Permite hacer histogramas, gráficos de puntos, barras, curvas de nivel, degradados, etc. (ver aquí algunos ejemplos). Maneja diferentes formatos gráficos, por ejemplo png y eps.
• ParselTongue: Se trata de una interfaz mediante el uso de Python para el software AIPS, que sirve para la reducción y análisis de datos en radioastronomía. Añade la funcionalidad y comodidad de los scripts en Python a la hora de reducir datos con AIPS, porque aunque éste sea un programa potente y ampliamente difundido ente la comunidad radioastronómica, posee una interfaz un tanto rígida.
• PyEphem: Módulo para realizar cálculos astronómicos tales como posiciones de astros, planetas, horas de orto y ocaso de los astros, etc. También se puede calcular la posición de cometas, asteroides y satélites una vez proporcionados los elementos orbitales de los mismos.
• PyFITS: Pequeño pero útil módulo que permite usar desde Python los ficheros con formato FITS, tanto tablas como imágenes. Se puede acceder a la información de las cabeceras y manipularla, trabajar con las imagenes convirtiendolas a una matriz para operar con ellas, etc.
• PyGTK + Glade: Una combinación de herramientas, no necesariamente para uso científico, que permite diseñar interfaces gráficas para aplicaciones. PyGTK utiliza las librerías GTK+ desde python, y el programa Glade crea el esqueleto de la aplicación, con ventanas, botones, menú, etc.
• PyRAF: Interfaz desde Python del programa IRAF que sirve para análisis y reducción de datos astronómicos.
• Scipy: Paquete científico de uso general que incluye rutinas para realizar cálculo numérico, integración, optimización, estadística y un largo etcétera. Está basado en el paquete Numpy que es el sucesor de Numeric y numarray como paquete encargado del uso eficiente de matrices en Python.

Leyendo el post en Microsiervos sobre el problema de los taxis de colores, me ha venido a la mente un problema análogo, y cuya discusión (espero) levantará ampollas en el mundo de la ufología.

Supongamos que los OVNIs legítimos (es decir, verdaderas naves voladoras venidas de otros mundos) existen, y que, de hecho, una de cada mil cosas "raras" que vemos en el cielo sea verdaderamente una máquina alienígena. Supongamos también que un ufólogo de los buenos sea capaz de distinguir un OVNI auténtico de otros objetos hechos por el hombre o fenómenos atmosféricos 9 de cada 10 veces (que me parece más que razonable, dadas las circunstancias). ¿Cuál es la probabilidad de que, si este ufólogo ve un OVNI esta noche, sea auténtico?

Imaginemos 1000 ufólogos como éste, repartidos por el mundo, que observan 1000 fenómenos OVNI. De éstos, 1 será un verdadero encuentro en la Tercera Fase, y el resto: fenómenos atmosféricos, meteoritos, aviones, satélites, etc. Como los observadores expertos tienen un 90% de probabilidad de acierto, el 90% de ellos, 900, identificará correctamente el falso OVNI; pero los otros 100 lo considerarán como auténtico. Por desgracia, sólo uno de ellos habrá visto el único OVNI auténtico, por lo que el 99% de los expertos que creen haber visto un OVNI están equivocados.

Esta anti-intuitiva estadística de objetos improbables aparece mucho en astrofísica, y no siempre sabemos tenerla en cuenta. Cuando intentamos seleccionar objetos escasos en grandes muestras (por ejemplo, separar cuásares de estrellas por sus colores ópticos) o calcular la probabilidad relativa de dos o más soluciones (por ejemplo, midiendo redshifts fotométricos), estamos afectados por este tipo de problema, y si no lo tenemos en cuenta, llegaremos a conclusiones absurdas.