Einstein i la seva creu

Avui, tornaré a fer-me ressò d'un article molt interessant del diari ara, que en concret pertany al ja esmentat en altres ocasions, el Dr. Daniel Closa. Una setmana en que els planetes han cobrat una bonica importància en el nostre cel, recordarem al Dr. Einstein en un fenòmen ben curios.
Una de les prediccions més curioses de la teoria de la relativitat és que la matèria pot deformar l’espai. Ens sembla estrany, ja que sempre considerem que la matèria està dins l’espai, però sense afectar-lo. Però el cas és que la relativitat és correcta en aquest aspecte i quan s’han pres mesures s’ha pogut mesurar aquest efecte. Per imaginar-ho s’acostuma a posar l’exemple d’una pilota situada sobre una xarxa. La xarxa representa l’espai i la pilota seria una gran quantitat de matèria que deforma lleugerament l’estructura de la xarxa.

Això té algunes conseqüències curioses. Per exemple, si podéssim mirar les estrelles que treuen el nas just al darrera del Sol les veuríem en posicions lleugerament diferents de l’esperat. El motiu seria que la llum, en passar al costat del Sol, s’ha desviat lleugerament. Això es va comprovar durant un eclipsi de Sol l’any 1919 i en aquell moment va ser una de les millors demostracions de la relativitat.

Però si volem veure aquests efectes, el millor és disposar de quantitats de matèria molt més grans  que no pas una estrella. Aleshores es poden veure arcs de llum i fins i tot anells. Però un dels efectes més espectaculars i més bonics el tenim en el que s’anomena “La Creu d’Einstein”.

La imatge sembla talment la de cinc estrelles formant una creu. Però la realitat és molt més complexa i alhora una bona demostració de com es desvia la llum tal com prediu la relativitat.

La situació és que en determinat indret de l’espai molt llunyà hi ha un quàsar. Una mena de galàxia enormement llunyana i enormement brillant. De fet els quàsars són els objectes més llunyans que hem pogut detectar a l’Univers. Aquest en concret és el QSO 2237+0305 i està a 8000 milions d’anys llum de distància.

I just entre aquest quàsar i nosaltres resulta que hi ha una galàxia, que respon a les sigles ZW 2237+030. Aquesta està molt més a prop. Només ens separen 400 milions d’anys llum.

En teoria, el quàsar no el podríem veure ja que la galàxia ens el taparia. Però la gran massa de la galàxia deforma l’espai i fa que els raigs de llum del quàsar que anaven en una direcció es desviïn del seu camí i agafin una nova trajectòria que els porta en direcció a la Terra, on els podem detectar. Com que la galàxia no té una forma perfectament rodona, aquest efecte passa per alguns dels seus costats i el resultat és la creu d’Einstein.

Mireu la imatge. El puntet de llum del centre és la galàxia. I els quatre punts de llum dels costats són tots diferents imatges del mateix quàsar que hi ha al darrera. Veiem per quadruplicat un quàsar que, si no fos per aquest efecte relativista, ens quedaria ocult per la galàxia. En teníem alguna imatge més o menys acurada, però ara el Hubble acaba d’obtenir aquesta que té força més qualitat. Suposo que permetrà estudiar detalls del quàsar i de la relativitat. També ens permet quedar-nos una mica bocabadats amb els secrets de l’Univers i la manera que tenim per anar-los descobrint.

Però sobretot és d’aquelles imatges boniques que, quan entens com s’ha generat resulten encara molt més fantàstiques.

El resplandor de Da Vinci

Quan hom pensa en Leonardo da Vinci, probablement pensi en la Mona Lisa o els submarins del segle XVI o, potser, en una certa novel · la de suspens. Tot això és de la vella escola. Des d'ara, pensi en la Lluna.
Poc conegut per a la majoria, un dels millors treballs de Leonardo no és un quadre o un invent, sinó quelcom més relacionat amb l'astronomia; Da Vinci va resoldre l'enigma de la brillantor de la Terra.
Es pot observar la brillantor de la Terra quan hi ha lluna creixent en l'horitzó a posta de Sol avui és una bona nit per veure el mapa celeste. Busquem entre les banyes de la Lluna creixent una imatge fantasmal de la Lluna plena. Això és la brillantor de la Terra.
Durant milers d'anys els humans s'han meravellat de la bellesa d'aquest "resplendor cendrós", o "la lluna vella en els braços de la lluna nova". Però què era? Ningú ho sabia fins al segle XVI quan Leonardo va resoldre el misteri.
Ara, després de l'Apolo, la resposta pot semblar òbvia. Quan el Sol es posa a la Lluna, aquesta s'enfosqueix?? Però no completament. Hi ha encara una font de llum en el cel: la Terra. El nostre propi planeta il · lumina la nit llunar amb una lluentor 50 vegades més gran que una lluna plena, produint el resplendor cendrós.
Visualitzar això en els anys 1500 requeria una imaginació desbordant. Ningú havia estat mai a la Lluna i mirat "cap a" la la Terra. La majoria de la gent ni tan sols sabia que la Terra orbitava el Sol (La teoria heliocèntrica de Copèrnic no va ser publicada fins 1543, 24 anys després de la mort de Leonardo).
Imaginació desbordant era una cosa que Leonardo tenia en abundància. Els seus quaderns de notes estan plens d'esbossos de màquines voladores, tancs militars, escafandres autònomes i altres dispositius fantàstics avançats en segles al seu temps. Fins i tot va dissenyar un robot: un cavaller armat que podia seure, agitar els seus braços, i moure el seu cap mentre obria i tancava una mandíbula anatòmicament correcta.
Per a Leonardo, la brillantor de la Terra era un enigma atractiu. Com a artista, estava vivament interessat en la llum i l'ombra. Com matemàtic i enginyer, era aficionat a la geometria. Tot el que restava era un viatge a la Lluna. Era un viatge mental:
En el Còdex Leicester de Leonardo, de prop de 1510, hi ha una pàgina "Sobre la lluna: Cap cos sòlid és més lleuger que l'aire". El declara la seva creença que la Lluna té una atmosfera i oceans. La Lluna era un excel · lent reflector de la llum, creia Leonardo, ja que estava coberta amb molta aigua. Per tant el "resplendor fantasmal", va explicar, és degut a la llum del Sol rebotant en els oceans de la Terra i, al seu torn, colpejant la Lluna.
Ell estava equivocat en dues coses:
La primera, la Lluna no té oceans. Quan els astronautes de l'Apol · lo 11 van aterrar al Mar de la Tranquil · litat, van caminar sobre roca. Els "mars" lunars estan fets d'antiga lava endurida, no d'aigua.
El segon, els oceans de la Terra no són l'origen principal de la brillantor terrestre. La Terra brilla perquè reflecteix la llum solar, i els núvols reflecteixen la major part. Quan els astronautes de l'Apol · lo van mirar a la Terra, els oceans estaven foscos i els núvols eren brillants.
Però això són minúcies. Leonardo va comprendre el bàsic prou bé.
En les pròximes dècades, els humans viatjaran en persona a on la imaginació de Leonardo va ser-hi fa 500 anys. La NASA planeja enviar astronautes de tornada a la Lluna no més tard de l'any 2018. A diferència dels astronautes de les missions Apol · lo, que van romandre només uns pocs dies, aquests nous exploradors romandran a la Lluna durant setmanes i mesos. En el procés, experimentaran una cosa que els astronautes de l'Apol · lo mai van fer: el vespre. Un dia lunar dura 29,5 dies de la Terra: uns 15 dies terrestres de llum, seguits per 15 de foscor. Els astronautes de les Apol · lo sempre van aterrar a la llum del dia i van partir de nou abans del vespre. A causa del brillant Sol, mai van veure el suau halo de la brillantor terrestre en els seus peus. Però la pròxima generació d'astronautes ho farà.
I només, potser durant una passejada nocturna darrere de la base, guiat per la suau llum de la Terra, un d'ells S'ajupirà i escriurà en la pols lunar:
"Leonardo va estar aquí".

Sexe i Medicina

Avui cito textualment un article del diari ara, fet pel Dr. Daniel Closa que m'ha semblat prou interessant...
La notícia d’ahir al suplement de ciència de l’Ara era molt curiosa. En contra del que habitualment s’acostuma a dir, un estudi indicava que les dones són més sensibles al dolor que no pas els homes. L’estudi l’han fet aprofitant les bases de dades de milers de històries clíniques on incloïen qüestionaris sobre el dolor. I els resultats indicaven clarament que les dones afirmaven experimentar el dolor amb més intensitat que no pas els homes.

Això indueix un cert escepticisme i de seguida es parla de les experiències personals. Però quan un estudi es fa amb 72.000 pacients, val la pena mirar-se’l amb calma i no descartar-lo només en funció de com de nyicris són els homes de la família.

En realitat, i com els autors de l’estudi indiquen, la conclusió no és que experimentin més dolor, sinó que diuen que experimenten més dolor. Això pot ser perquè realment el dolor és més intens, perquè la percepció del dolor és més notable o perquè les dones tenen menys manies a l’hora de reconèixer el dolor. Hi ha una diferència en els resultats entre sexes quan es miren els qüestionaris de dolor, però el motiu de la diferencia no està clar.

En tot cas, el que m’ha cridat més l’atenció no és tant això del dolor sinó que al aprofundir més en les dades torna a sortir un tema que caldria agafar seriosament d’una vegada. Quan es parla de medicina, d’estudis sobre tractaments, de coneixements de la biologia, la farmacologia i el nostre cos en general, quasi sempre es fa referència al cos de l’home. Només quan es tracta un tema directament relacionat amb les dones, es a dir amb l’aparell reproductor femení, és quan les diferències es tenen en consideració sense cap dubte.

Això és un llast que s’arrossega des de sempre. La medicina als seus inicis intentava curar el cos de l’home. I si alguna cosa funcionava s’aplicava a les dones sense més. Ara ja no és així en teoria, però l’estudi del dolor ja indicava que encara no estan clares coses com les diferències en la sensibilitat al dolor o l’efecte dels anestèsics entre els dos sexes.

Per exemple, buscant dades he trobat un estudi en el que veien que després d’una intervenció quirúrgica, els tractaments analgèsics per tractar el dolor eren eficients en la majoria de pacients masculins, però en canvi, en el cas de les dones la majoria no sentien que els millorés el dolor. Pot ser que experimentin amb més intensitat el dolor, però sospito que simplement les dosis prescrites estan ajustades al metabolisme dels home i no al de les dones. Per fer-ho bé, m’imagino que fins i tot caldria esbrinar coses com per exemple si l’anestèsic és igualment efectiu en tots els dies del cicle menstrual o durant la menopausa.

El cos de la dona i el de l’home són diferents en molts aspectes. Més enllà dels caràcters sexuals evidents hi ha diferencies en percentatge de greix, nivells d’hormones, distribució d’algunes vies nervioses, resposta a medicaments i a tòxics, sensibilitat a malalties i mil petits detalls més. La majoria segurament no són extraordinàriament importants, però la realitat és que en molts casos simplement ignorem com de diferents són.

Un exemple clàssic és l’infart de miocardi. Sempre que es parla dels símptomes d’alarma s’esmenta el dolor intens al pit i també un dolor que s’estén pel braç esquerra. No són els únics, però l’important és que això aplica als homes, però no tant a les dones. Un infart en una dona pot avisar amb mareigs, mal de coll, cansament, vòmits, suor i altres símptomes, però el dolor al pit i el clàssic el dolor al braç són, de llarg, molt menys freqüents.

Tot plegat és el que s’anomena medicina de gènere. Però això massa sovint es fa servir per parlar de nou d’aspectes exclusius de la dona. Ginecologia, obstetrícia i similars. Si volem una salut de qualitat, caldrà ajustar millor les teràpies en funció del sexe. No vull dir que no es faci en absolut, però s’hauria de fer molt més. I cal tenir present que no és un problema dels metges que estan al peu del canó, sinó de la recerca bàsica.

L’estudi de la percepció més intensa del dolor en les dones ens sembla sorprenent. Però el que realment ens diu és que encara ens queda molt per saber sobre les diferències entre homes i dones en la resposta a la malaltia i als tractaments.

Newton i el Ketchup

Si et serveixen una hamburguesa en qualsevol bar, quan agafes el pot amb el quètxup i et disposes a posar-ne una bona quantitat… que és el primer que acostumem a fer? Doncs aprofitem que es tracta d’una suspensió col•loïdal amb propietats tixòtropes i li apliquem forces de cisella per tal generar una degradació estructural que ens permeti dipositar-la sobre l’hamburguesa.

O dit més senzill: sacsegem el pot (també el podem colpejar), perquè sinó el quètxup no cau.

És tan normal el gest que normalment no hi pensem, però de fet es tracta d’una propietat ben curiosa d’alguns fluids que quan els agites modifiquen la seva viscositat i esdevenen més fluids, però la recuperen quan els deixes quiets. Si ho pensem un moment ens adonem que el quètxup flueix sense problemes després d’agitar el pot, però torna a quedar com una pasta espessa i immòbil quan cau sobre l’hamburguesa.

(Molt bé; també hi intervé la Llei de Murphy que fa que si vas ben mudat, el quètxup mantingui les seves propietats fluides, regalimi i et taqui. Però la llei de Murphy és un imponderable en el que ara no entrarem.)

La causa d’aquest comportament la tenim en el component principal del quètxup: els tomàquets. Quan es maceren els tomàquets es formen unes fibres a nivell microscòpic que tenen tendència a unir-se entre elles. Això crea una mena de xarxa microscòpica que li dona consistència a la pasta resultant. Però les unions entre aquestes molècules són febles i si agitem amb força es separen, aleshores la pasta perd consistència, perd viscositat i el quètxup pot fluir amb més facilitat.

A la pràctica vol dir que si el pot té un forat petit per permetre la sortida del quetxup el podem girar de cap per avall i no cauré res. Però si abans l’agitem, el quètxup esdevé més fluid i surt regalimant sense problemes. I tant bon punt el deixem quiet sobre el plat o l’hamburguesa, les unions entre les fibres es van refent i la pasta recupera la seva espessor.

Aquesta propietat, anomenada tixotropia i que la presenten alguns dels anomenats fluids “no-Newtonians”, es fa servir també en coses com les pintures. S’intenta que quan les remenes es tornin líquides de manera que les puguis escampar fàcilment amb un pinzell, però que una vegada escampades, quan les deixis quietes, es tornin més viscoses i no regalimin fent goterons.

En realitat el quètxup és una salsa ben interessant. A més de les seves propietats com a fluid no-Newtonià amaga unes quantes sorpreses si el compares amb la salsa de tomàquet de tota la vida. Per exemple, encara que no ho sembli, el quètxup, a més dels tomàquets i de vinagre, conté molt sucre (fins un 10%) per treure l’acidesa i també molta sal (fins un 2 %) que li fa de conservant.

Però una de les coses que fan més gràcia va passar durant el mandat del president Reagan. En un dels intents que es van fer per millorar la dieta del jovent americà és va promoure una campanya per augmentar el consum de vegetals i disminuir el de menjars industrials. Això era una amenaça pels fabricants de quètxup i algú va tenir la genial idea de promoure una legislació per tal que el quètxup passés a ser considerat … una verdura.

La iniciativa va fer riure bastant i no va tirar endavant. I a més de totes les conyes, seria interessant veure explicar les lleis de la mecànica de fluids aplicada a una hortalissa!