Fotografia 51

El 25 de juliol de 1920, ara fa poc més de cent anys, naixia Rosalind Franklin, que hauria de jugar un paper decisiu en el descobriment de l’estructura de l’ADN, la molècula clau de la vida. Ella va fer la fotografia 51, la primera imatge que mostrava clarament la doble hèlix característica de l’ADN, al començament de l’any 1953. La visió de la fotografia, sense coneixement, de la seva autora, va decidir a James Watson i Francis Crick a publicar l’abril de 1953 la seva hipòtesi de l’estructura de l’ADN que els va fer guanyar el premi Nobel de 1962. El coneixement de l’estructura de l’ADN va obrir el camí per el desenvolupament de la biologia molecular, la bioquímica i especialment la genètica que, cinquanta anys més tard, aconseguiria determinar el genoma humà.

Veure l’article sencer.

Publicat dins de biologia, Dones científiques | Comentaris tancats a Fotografia 51

Dones darrere dels grans avenços científics del segle XX

Amb aquesta xerrada, organitzada per l’Ateneu de la Dona, el Museu Darder i Astrobanyoles, es va celebrar el Dia Internacional de la Dona i la Nena a la ciència de l’11 de febrer. A través de la vida i l’obra d’important científiques, es va parlar d’alguns dels més importants descobriments o esdeveniments científics del segle XX. L’exposició va tenir dues parts, una primera d’introducció amb Marie Curie, Françoise Barré-Siinoussi, Carol Greider i Margarita Salas, científiques que van tenir un ple reconeixement de la seva feina i una segona part més extensa, dedicada a Ada Lovelace, Emmy Noether, Lise Meitner i Rosalind Franklin que no van veure reconeguda la seva aportació en la mesura que en justícia mereixien. Totes elles van ser però, dones sense complexos que van lluitar per aconseguir els seus objectius

Marie Curie és una figura que entraria en totes les seleccions de científiques del segle XX. Estudiant de física a París a finals de segle XIX, torna al seu país on li és negada una plaça a la universitat per ser dona. Decideix retornar a París, es casar amb Pierre Curie i comença una investigació sobre la radioactivitat que li va suposar tenir el Premi Nobel de Física de 1903 i anys després un nou Premi Nobel, de Química, l’any 1911. Françoise Barré-Sinoussi és la gran protagonista de la investigació que va portar al descobriment del VIH, virus de la SIDA, que des de 1981 va provocar la mort de milers de persones. Un cop aïllat el virus el 1984, es van poder arbitrar mesures per controlar i prevenir la malaltia. Barré-Sinoussi va tenir el Premi Nobel de Medicina de 2008 per el descobriment. Carol Greider va descobrir que era dislèxica als 10 anys, però això no li va impedir fer una gran carrera científica que la va portar al descobriment de l’enzim telomerasa el 1985, fet que li va suposar el Premi Nobel de Medicina de 2009. La telomesasa és l’enzim responsable de la reconstrucció dels telòmers, les parts finals dels cromosomes, la longitud dels quals influeix en el procés d’envelliment cel·lular. Per últim, en aquesta primera selecció de científiques, no pot faltar la reconeguda com més important científica espanyola del segle XX, Margarita Salas, morta el 9 de novembre passat. Entre els molt importants treballs que va fer, destaca l’estudi del bacteriòfag Phi29 que, en el seu atac al bacteri Bacillus Subtilis, produeix un enzim amb propietats ideals per fer còpies d’ADN. L’explotació de la patent d’aquest
procediment de duplicació de l’ADN, ha produït bons ingressos al sistema d’investigació pública
des de l’any 2003 fins el 2009.

Però en aquest dia de celebració del paper de la dona a la ciència, no es pot deixar de reivindicar aquelles figures que no van obtenir tot el reconeixement que en el seu moment mereixien. Ada Lovelace va néixer a Londres l’any 1815 i es va avançar més de cent anys al desenvolupament de la programació informàtica. Filla del poeta George Byron, a qui no va conèixer perquè els pares es van separar als pocs dies de néixer Ada, amb una gran intel·ligència, va ser formada en matemàtiques per diferents preceptors i va quedar captivada als 17 anys per el disseny que havia fet Charles Babbage de la Màquina Analítica, precursora dels ordinadors actuals.

Va fer una publicació en la que explicava quines eren les característiques que havia de tenir aquella màquina que estava per construir i mostrava un procediment per calcular uns coeficients anomenats «nombres de Bernoulli», necessaris per càlculs matemàtics de l’època. Aquest procediment està considerat com el primer programa informàtic de la història i Ada, la primera programadora.

Ada Lovelace. Imatge Wikimedia Commons

Emmy Noether, nascuda a Erlangen, Alemanya, el 1882, era fins a fa dos anys una desconeguda, excepte per els especialistes en física i matemàtiques. Fa dos anys es va complir l’aniversari de la publicació del teorema de Noether el 1918 i la seva figura ha estat objecte de nombroses publicacions que la han acostat al públic.

D’intel·ligència reconeguda des de ben jove per el mateix Einstein i els grans matemàtics de principis del segle XX, David Hilbert i Felix Klein, va haver de fer classes a la universitat sense cobrar entre 1908 i 1923, mentre feina publicacions que van revolucionar el món de la física i la matemàtica. Perseguida a Alemanya el 1933 per la seva ascendència jueva, va marxar als Estats Units on va morir el 1935.

Emmy Noether. Imatge Wikimedia Commons

Lise Meitner, Viena, 1878, va haver d’esperar que les dones poguessin entrar a la universitat el 1897, per fer la carrera i el doctorat en física. Després va anar a Berlín on va assistir a les classes de Max Planck, que no era massa partidari de l’educació universitària de les dones, però li va donar suport. Allà va conèixer Otto Hahn amb el que va mantenir una relació professional durant tota la seva vida i amb el que va descobrir la fissió nuclear l’any 1938.

Però el descobriment es va fer pocs mesos després de que Lise hagués de marxar d’Alemanya, on era perseguida per ser jueva, encara que mantenia el contacte amb Hahn i la investigació de la fissió nuclear per correu. El fet és que Lise no va ser inclosa en la publicació del descobriment i l’any 1944, el Premi Nobel de Física va ser concedit només a Otto Hahn. Molts anys més tard, el 1982, 14 anys després de la seva mort, el seu nom va ser assignat a un nou element, Meitneri, el núm 109 de la Taula Periòdica.

Lise Meitner 1906. Imatge Wikimedia Commons

Rosalind Franklin està associada al descobriment de l’estructura de l’ADN, però com en el cas anterior, diverses circumstàncies van fer que el seu nom no aparegués en la concessió del Nobel de Medicina de 1962 a James Watson, Francis Crick i Maurice Wilkins. Durant la dècada dels 1950, diversos investigadors de tot el món intentaven descobrir l’estructura de l’ADN, la molècula que tenia el secret de la vida, ja que contenia el codi genètic que permetia que les característiques de la cèl·lula es transmetessin en cada divisió cel·lular.

La forma d’esbrinar l’estructura de l’ADN era l’obtenció d’imatges per difracció de raigs X, en el que Rosalind Franklin era experta. Una imatge seva, mostrada per Wilkins a Watson sense coneixement de Franklin, va donar la clau a Watson i Crick per publicar el famós article amb l’estructura de l’ADN que es va demostrar correcta. Franklin va morir l’any 1958 i és incert que, d’haver estat viva hagués tingut el Nobel.

Rosalind Franklin. Imatge Wikimedia Commons.

Veure el contingut de la presentació completa

Publicat dins de Dones científiques | Comentaris tancats a Dones darrere dels grans avenços científics del segle XX

Nobel de Medicina 2019 per els descobridors del mecanisme cel·lular d’adaptació a l’oxigen

Gregg Semenza (Universitat John Hopkins, Baltimore, Maryland, USA), William Kaelin (Dana-Farber Cancer Institute, Boston, Massachusetts, USA) i Peter Ratcliffe (Universitat d’Oxford, Regne Unit) han estat premiats amb el Nobel de Medicina per descobrir com les cèl·lules perceben i s’adapten a la disponibilitat d’oxigen.

El cos caròtid, situat al costat de grans vasos sanguinis a banda i banda del coll, conté cèl·lules especialitzades que perceben el nivell d’oxigen a la sang, el que permet al cervell adequar el ritme respiratori. L’eritropoyetina (EPO) és una proteïna que se sintetitza en els ronyons i que és present al torrent sanguini, on promou la producció de glòbuls vermells. Descoberta a principis del segle XX i sintetitzada al laboratori el 1977, l’EPO s’ha utilitzat per augmentar el rendiment dels atletes, com una forma de dopatge. Semenza estudià el gen EPO en ratolins modificats genèticament, descobrint que segments d’ADN situats al costat del gen EPO intervenien en la resposta al baix nivell d’oxigen en sang (hipòxia). Ratcliffe també estudià el gen EPO com regulador del nivell d’oxigen. Ambdós investigadors van trobar que era un mecanisme general en molts diferents tipus de cèl·lules, basat en un complex de proteïnes anomenat factor induïble per hipòxia (HIF).

Estudiant una malaltia hereditària (VHL), Kaelin va trobar que el gen VHL codifica una proteïna que prevé l’aparició del càncer i també que intervé en la regulació del nivell d’oxigen. En 2001, dos treballs de Kaelin i Ratcliffe publicats simultàniament mostraven la relació entre HIF i VHL i deixaven explicat el mecanisme cel·lular d’adaptació al nivell d’oxigen en sang. El descobriment obre la porta a noves estratègies per lluitar contra l’anèmia, el càncer i moltes altres malalties.

Semenza, Kaelin i Ratcliffe ja van ser premiats en 2016 per aquest descobriment, amb el prestigiós premi Lasker d’investigació mèdica bàsica, dotat amb 250.000 US$.

Informació i imatges tretes de:
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2019/summary

Altra font d’informació:
Heidi Ledford, Ewen Callaway. «Biologists who decoded how cells sense oxygen win medicine Nobel». Nature News, 07 October 2019.
https://www.nature.com/articles/d41586-019-02963-0

Publicat dins de biologia, medicina, premis nobel | Comentaris tancats a Nobel de Medicina 2019 per els descobridors del mecanisme cel·lular d’adaptació a l’oxigen

Nobel de Física 2019 per els avenços en el coneixement del paper de la Terra al cosmos

Aquest any, l’Acadèmia de Ciències de Suècia ha optat per premiar dos descobriments que van suposar, amb 31 anys de diferència, grans avenços en el coneixement de la cosmologia i de la nostra pròpia situació al cosmos.

James Peebles (Princeton University, USA) es premiat per el marc teòric que va desenvolupar a mitjans dels 1960’s que va contribuir decisivament a fonamentar el model del Big Bang. El 1964, Arno Penzias i Robert Wilson, enginyers de la companyia Bell Telephon, van descobrir la radiació de fons de microones, sense saber en un principi què era el que havien descobert. James Peebles en aquells anys va predir l’existència d’una intensa radiació en els primers minuts després del Big Bang, de la que hauria de quedar ara un romanent de radiació. Quan Penzias i Wilson van tenir notícia dels treballs de Peebles, van saber què era el que havien descobert: justament la radiació romanent dels primers minuts de l’univers, en forma de microones. El descobriment els va valer el Premi Nobel de 1978, que no va reconèixer aleshores el paper de James Peebles. Ara, 41 anys més tard, és reconegut.

Michel Mayor (universitat de Ginebra, Suïssa) i Didier Queloz (universitat de Ginebra, Suïssa, universitat de Cambridge, Regne Unit) són premiats per el descobriment del primer exoplaneta, planeta de fora del sistema solar, el 1995. El planeta orbitava al voltant d’una estrella del tipus del Sol, dins de la nostra galàxia. Des d’aleshores, més de 4.000 exoplanetes han estat descoberts i han obert la possibilitat de descobrir un dia, potser no molt llunyà, vida fora de la Terra. El descobriment de la radiació de fons i dels exoplanetes ens han fet canviar per sempre la nostra percepció del món.

Informació basada a, i imatges tretes de:
https://www.nobelprize.org/uploads/2019/10/press-physics2019.pdf
Més informació sobre la radiació de fons, en aquest mateix blog:
Troben la radiació de fons http://www.deciencia.net/descobriment/?p=303
Radiació de fons, un altre Nobel el 2006, http://www.deciencia.net/descobriment/?p=311

Publicat dins de cosmologia, física, premis nobel | Comentaris tancats a Nobel de Física 2019 per els avenços en el coneixement del paper de la Terra al cosmos

El Nobel de Química 2019 per els creadors de la bateria de liti

El 9 de octubre (2019) la Real Acadèmia de Ciències de Suècia anuncià la concessió del Premi Nobel de Química per John B. Goodenough (Texas University, Austin, USA), M. Stanley Whittingham (Binghamton University, New York, USA) i Akira Yoshino (Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Meijo University, Nagoya, Japó), per el desenvolupament de les bateries d’ió liti.

Durant la crisi del petroli dels anys 1970, Whittingham va desenvolupar una bateria amb un càtode (pol positiu) de disulfur de titani amb ions liti intercalats a nivell molecular. L’ànode (pol negatiu) era de liti metall, que te una gran facilitat per deixar anar electrons i produir per tant, un corrent elèctric. Aquesta bateria subministrava una diferència de potencial de 2 volts, però el liti és un metall molt reactiu, quasi explosiu, el que la feia inviable per un us generalitzat.

Goodenough va modificar el càtode, fent-lo d’òxid de cobalt amb ions liti intercalats, el que donava una diferència de potencial de 4 volts, que feia possible bateries més potents. Yoshino continuà la investigació i, en 1985, va crear la primera bateria d’ió liti viable comercialment, canviant el liti reactiu de l’ànode per coc de petroli, un tipus de carbó que pot tenir intercalats ions liti com el càtode. Els pols, ànode i càtode, de la nova bateria no es deterioraven apreciablement amb el temps, ja que el seu funcionament es basava en la circulació dels ions liti d’ànode a càtode i no en la reacció química d’un metall, com és el cas de molts altres tipus de bateries. Des de l’any 1991, la bateria d’ions liti està present en tota mena d’aparells electrònics d’ús comú, com ordinadors, telèfons mòbils, rellotges, reproductors de música, fonts de llum, joguines, . . .

Informació i imatges tretes de:
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/summary/
https://www.nobelprize.org/uploads/2019/10/press-chemistry-2019-2.pdf
https://www.nobelprize.org/uploads/2019/10/fig5_ke_en_YoshinosBattery.pdf

Publicat dins de premis nobel, química | Comentaris tancats a El Nobel de Química 2019 per els creadors de la bateria de liti

El llarg camí de les dones astrònomes

El dissabte 2 de març, al museu Darder de Banyoles, Josep Lluís Diez va fer la xerrada sobre les dones astrònomes per celebrar, encara que amb una mica de retard, el Dia Internacional de la dona i la nena a la ciència de l’11 de febrer. L’acte ha estat organitzat conjuntament per Astrobanyoles i l’Ateneu de la Dona, a més del Museu Darder i l’Ajuntament de Banyoles.

A travès dels descobriments fets per astrònomes des del segle I aC fins els nostres dies, es dona una visió de l’astronomia en femení. Superant moltes vegades entrebancs que es trobaven per el sol fet de ser dones, les astrònomes van fer aportacions, de vegades decisives, per el desenvolupament de l’astronomia. S’analitzen els coneixements que es tenien en diferents èpoques: quan la Terra era considerada el centre de l’univers (segle I aC fins el segle X), observant l’univers més enllà del nostre sistema solar (segles XVII a XIX), mesurant més enllà de la nostra galàxia (segles XIX i XX) i a la frontera del coneixement dels temps actuals.

Aglaonice de Tessàlia (I aC), que formava part del grup anomenat les bruixes de Tessàlia, sabia predir els eclipsis lunars, el que vol dir que tenia accés a les taules astronòmiques que recullen el moviment periòdic dels astres. Hipàtia d’Alexandria, matemàtica, astrònoma i filòsofa de l’escola neoplatònica, hereva dels pitagòrics, que eren partidaris d’una educació igual per homes i dones; va morir assessinada com a conseqüència de les lluites entre el poder polític i el religiós d’Alexandria. Fàtima de Madrid, filla de l’astrònom Maslama al-Majriti de finals del segle X i principi del XI; Fàtima però és una figura que probablement no va existir, ja que no s’han trobat referències històriques.

Quan, entre finals del segle XVII i començament del XIX, milloren les tècniques d’observació, es documenten milers d’estrelles, així com cometes, galàxies, nebuloses i es comença a adquirir consciència de la riquesa i magnitud de l’univers. Figures d’aquesta època són Maria Winckelmann, primera dona descobridora d’un cometa, però a qui es va negar la condició d’astrònoma, i Caroline Herschel, germana de William Herschel, amb qui va col·laborar en la construcció de telescopis i catalogació d’objectes estel·lars.

Les computers de Harvard. Imatge Wikimedia Commons.

A finals del segle XIX, una gran astrònoma americana, Henrietta Leavitt, va formar part de les dones «computers» o calculadores de l’observatori de Harvard i va idear un procediment de mesura de distàncies a l’univers basat en les cefeides, un tipus d’estrelles variables. Aquest procediment permetia mesurar la distància a la que es troben galàxies allunyades de la nostra, mesura que no era possible realitzar per el procediment de paral·laxi, habitual fins aleshores. Leavitt no va passar però de la categoria d’ajudanta d’astrònom.

A mitjans del segle XX, destaquen dues astrònomes: Jocelyn Bell i Vera Rubin. Bell descobreix el primer púlsar, dels que se sap ara que són estrelles de neutrons que giren sobre el seu eix a gran velocitat. Rubin, després de superar entrebancs en la seva activitat diària professional per el fet de ser dona, aporta una de les primeres confirmacions experimentals de l’existència de la matèria fosca, que des d’aleshores s’intenta detectar directament.

Entre les astrònomes espanyoles, dues figures destaquen dins del segle XX, Antònia Ferrín a Santiago de Compostela i Assumpció Català a Barcelona. Ferrín fa observació d’estrelles i és catedràtica de matemàtiques, però li es negada la càtedra de Santiago; Català desenvolupa la seva carrera com astrònoma a Barcelona, on és la primera professora numerària astrònoma espanyola. A l’actualitat, Pilar Ruiz-Lapuente, de la universitat de Barcelona i Alicia Sintes, de la universitat de les Illes Balears, han participat com coautores de dos dels més grans descobriments astronòmics dels darrers temps: Ruiz-Lapuente en el descobriment de l’expansió accelerada de l’univers, publicada l’any 1999 i Sintes en la primera detecció de les ones gravitacionals, el 14 de setembre de 2015.

La xerrada acaba amb la reflexió sobre els percentatges d’estudiants de ciències, que estan en la paritat per sexes, i els percentatges de catedràtics d’universitat o investigadors superiors, en els que les dones són només el 21% i el 25% respectivament. Esperem que celebracions com el Dia Internacional de la dona i la nena a la ciència, ajudin a donar visibilitat al treball de les dones científiques i a superar les dificultats encara existents en el desenvolupament de la vida i carrera professional de les dones.

Llegir tot el contingut de la xerrada (pdf)

Publicat dins de astronomia, Dones astrònomes | Comentaris tancats a El llarg camí de les dones astrònomes

Descobert el planeta nan més llunyà

Scott Sheppard de la Carnegie Institution, David Tholen de la universitat de Hawaii y Chad Trujillo de la universitat Nord Arizona han descobert un nou planeta nan, 2018 VG18, a unes 120 UA (distància mitjana de la Terra al Sol). Fins ara, el planeta nan més llunyà era Eris, 96 UA. Plutó es troba a unes 34 UA. Els descobridors l’anomenen Farout, que vol dir llunyà. La notícia ha estat publicada per Carnegie Science fa dos dies, el 17.12.2018 (1).

Sheppard, Tholen i Trujillo estan dedicats des de fa anys a la caça de l’anomenat planeta X o Nou, hipotètic planeta de massa unes 10 vegades la de la Terra, amb una òrbita molt excèntrica i un periheli de 250 UA, l’existència del qual van ser els primers en proposar l’any 2014, quan van descobrir un nou planeta nan, 2012 VP113 (2). Com a conseqüència de la seva recerca del planeta X, el passat octubre van publicar el descobriment d’un nou planeta nan, 2015 TG387, que van anomenar The Goblin, el Follet, situat a unes 80 UA (3). Del misteriós planeta X o Nou vam donar informació en aquest blog el gener de 2017 (4).

2018 VG18. Imatge de (1)

Del planeta 2018 VG18, el que han descobert a més de la seva distància és, el seu diàmetre aproximat, d’uns 500 km, i el seu color rosat, que pot indicar la presència de gel a la seva superfície. A la imatge, dues fotografies que mostren el desplaçament del nou planeta durant 1 hora en contrast amb els objectes de fons que romanen a la mateixa posició.

Fonts d’informació utilitzades:

(1) Discovered: The most distant Solar Object ever observed. Carnegie Science. 17.12.2018.
https://carnegiescience.edu/node/2428

(2) Solar System’s edge redefined. Carnegie Science. 26.03.2014
https://carnegiescience.edu/news/solar-systems-edge-redefined

(3) New extremely distant Solar System Object found during hunt for planet X. Carnegie Science 02.10.2018.
https://carnegiescience.edu/news/new-extremely-distant-solar-system-object-found-during-hunt-planet-x

(4) Aquest mateix blog: Una nova visió del Sistema Solar.
http://www.deciencia.net/descobriment/?p=1082

Publicat dins de astronomia | Comentaris tancats a Descobert el planeta nan més llunyà

Dels meteorits a la tecnologia del ferro

El ferro ha tingut i continua tenint una gran importància en la fabricació d’armes i eines o en la construcció de ponts o edificis. Però encara que es va començar a obtenir fa 3.200 anys, no ha estat fins fa poc més de 100 anys que s’ha pogut disposar en la quantitat i la qualitat adequades.

L’Edat del Ferro no comença fins l’any 1.200 aC, però han estat descoberts objectes fets amb ferro datats en anys molt anteriors, cap el 2.000 o inclús el 2.500 aC, durant l’Edat del Bronze. Es pot suposar que el ferro per fabricar-los provenia de meteorits caiguts a la Terra, però amb el dubte de que, si no fos així, la tecnologia del ferro s’hauria començat a desenvolupar en determinades regions abans que en altres. Darreres investigacions pretenen posar fi a la polèmica.

Des de l’aprofitament del ferro dels meteorits fins els sistemes de fabricació actuals, la tecnologia del ferro ha estat clau en el desenvolupament de les civilitzacions.

Ferrería El Pobal. Vizcaya. Agosto 2018. Foto JL Diez.

Continuar llegint

Publicat dins de arqueologia, química, tecnologia | Comentaris tancats a Dels meteorits a la tecnologia del ferro

El teorema d’Emmy Noether fa 100 anys

L’any 1918, una desconeguda matemàtica alemanya va publicar un teorema que va servir per completar la teoria de la relativitat general i que està en els fonaments del model estàndard de partícules. El passat 12 de setembre, la secció News and Comments de la revista Nature, celebrava les matemàtiques d’Emmy Noether.

Emmy Noether va nèixer a Erlangen, Alemanya el 1882. A pesar de les dificultats que tenien les dones per assistir a la universitat, va estudiar matemàtiques a la universitat d’Erlangen i va fer el doctorat a la de Gotinga. Va ser professora sense cobrar a la universitat d’Erlangen i després a Gotinga, on a partir de 1923, va començar a cobrar, però sense tenir els mateixos drets dels professors homes. Amb l’arribada de Hitler al poder en Alemanya, sent jueva, va haver de fugir als Estats Units el 1933 i va ser contractada per el Bryn Mawr College de Pennsylvania, fins a la seva mort, dos anys després, a l’edat de 53 anys.

Emmy Noether. Imatge Wikimedia Commons, author Konrad Jacobs, Erlangen

Noether va tenir una capacitat especial per reconèixer el que ara s’anomenen estructures matemàtiques. Es va fixar en les xarxes de relacions entre els components d’una estructura, més que en les característiques dels propis components. Aplicant aquest punt de vista a estructures generals, es van posar de manifest relacions desconegudes fins aleshores. Les seves idees van canviar l’àlgebra i van transformar la topologia en el que ara es coneix com topologia algebraica. També van tenir aplicació en la física, encara que ella no estava particularment interessada en aquest camp.

L’any 1915, Albert Einstein acabava de desenvolupar la teoria general de la relativitat i intentava incloure el principi de conservació de l’energia a les seves equacions. Felix Klein i David Hilbert, de la universitat de Gotinga, Alemanya, que estaven treballant en el mateix tema, van demanar ajuda a Noether, convidant-la al seu departament. Els primers anys de Noether a Gotinga van ser sense remuneració, ja que no li concedien l’habilitació per impartir classes, per ser dona. Tot i així, el 1918 va publicar el seu teorema, el primer dels coneguts ara com teoremes de Noether, en el que relacionava les simetries en física amb els principis de conservació.

El concepte de simetria aplicat a la física implica que les lleis físiques que descriuen un sistema qualsevol continuen sent vàlides quan el sistema és sotmès a una determinada transformació. Per exemple, si transportem un cos a un altre lloc sense girar-lo, translació en l’espai, les lleis que descriuen l’estat del cos en la nova posició continuaran sent vàlides. Això vol dir que les lleis de la física són simètriques en l’espai. Si traslladem l’objecte en el temps, a un instant anterior o posterior del present, igualment les lleis físiques continuaran sent vàlides, el que vol dir que són simètriques en el temps. I si sotmetem el cos a una rotació, també les lleis físiques continuaran sent vàlides, el que vol dir que són simètriques respecte la rotació. Dit d’una manera resumida, podem afirmar que les lleis físiques són simètriques respecte l’espai, el temps i la rotació.

Segons el teorema de Noether, cada simetria porta associat un principi de conservació, que vol dir que una magnitud roman invariable en el temps. També és vàlida, segons aquest teorema, l’afirmació inversa, que cada principi de conservació va associat a una simetria. El teorema de Noether va permetre als físics justificar i enquadrar en un marc teòric molt més ampli els principis de conservació, que fins aleshores havien estat refrendats només per l’experiència.

Pèndol de Newton. Imatge Wikimedia Commons, author DemonDeLuxe (Dominique Toussaint)

Quins són els principis de conservació associats a les tres simetries de les lleis de la física respecte l’espai, el temps i la rotació?
– La simetria en l’espai està associada amb la conservació de la quantitat de moviment; per exemple, en el pèndol de Newton (veure figura adjunta), quan la bola de l’esquerra xoca contra la fila de boles, la de la dreta surt impulsada amb la mateixa quantitat de moviment.
– La simetria en el temps, està associada amb la conservació de l’energia; exemple: quan un coet puja impulsat per un motor que funciona amb combustible, l’energia química es transforma en energia cinètica i energia potencial, però el total d’energia inicial i final roman constant.
– La simetria de rotació, està associada amb la conservació del moment angular; l’exemple habitual és el del patinador sobre gel que gira lentament sobre si mateix amb els braços estesos i gira molt més ràpidament quan acosta els braços al cos.

Fonts d’informació:

(1) «Celebrate the mathematics of Emmy Noether». Nature/News and Comment. 12.09.2018
https://www.nature.com/articles/d41586-018-06658-w
(2) Mujeres y Matemáticas: Emmy Neather, otra vez olvidada. Real Sociedad Matemática Española. http://www.rsme.es/content/view/2344/1/
(3) Emily Conover. «In her short life, mathematician Emmy Noether changed the face of physics». Science News. 12.06.2018.
https://www.sciencenews.org/article/emmy-noether-theorem-legacy-physics-math

Publicat dins de Dones científiques, física, matemàtica | Comentaris tancats a El teorema d’Emmy Noether fa 100 anys

Troben una dotzena de nous forats negres al centre de la Via Làctia

Un equip d’astrònoms de la universitat de Columbia, Nova York, USA, han trobat una dotzena de petits forats negres al voltant de Sagitari A, el forat negre supermassiu situat en el centre de la nostra galàxia. El descobriment obre noves oportunitats per entendre la dinàmica de la formació de les estrelles en el sí de les galàxies.

Regió de forats negres en el centre de la Via Làctia. Credit: NASA/CXC/SAO

Sagitari A està envoltat d’un halo de gas i pols a partir del qual es generen estrelles massives. A l’exterior de l’halo, es creu que hi ha milers de petits forats negres que, a mesura que perden energia, cauen cap el gran forat negre fins a ser capturats per ell. Però en dues dècades de recerca, no s’havia trobat cap d’aquests petits forats negres. Les dades obtingudes en l’Observatori Orbital Chandra de raigs X i ara publicades, confirmen la presència de dotze d’aquests petits forats negres i obren la possibilitat de trobar-ne molts més. S’han pogut detectar perquè cada forat negre va acompanyat d’una estrella, formant un sistema binari i es produeix una interacció entre el forat negre i la seva companya: la força gravitatòria del forat negre atrapa material de l’estrella i l’escalfa fins que aquest material emet raigs X. La detecció d’aquesta radiació és el que ha demostrat l’existència del forat negre.

Chuck Hailey, co-director del Laboratori Astrofísic de Columbia i lider de l’estudi, diu que hi ha només unes cinc dotzenes de forats negres coneguts en tota la galàxia, de 100.000 anys-llum d’amplada, però s’estima que han d’haver molts milers més. La dificultat de trobar-los rau en que no emeten cap radiació detectable directament i s’ha d’acudir a detectar els efectes que els forats negres provoquen en els cossos propers, com és el cas dels dotze forats negres descoberts. Per la relació probable entre el nombre de forats negres formant sistemes binaris amb estrelles i el nombre de forats negres aïllats, se suposa que hauria d’haver entre 10.000 i 20.000 petits forats negres al voltant de Sagitari A, en una regió de només 6 anys-llum d’amplada. El centre de la Via Làctia al voltant de Sagitari A, es converteix en l’únic laboratori on estudiar la interacció entre els grans forats negres i els petits forats negres del seu voltant, ja que no és possible estudiar aquesta interacció en altres galàxies.

Fonts d’informació
(1) «A dozen new black holes found in Milky Way’s center». Science News. April 4, 2018.
https://www.sciencenews.org/article/dozen-new-black-holes-found-milky-way-center
(2) New Study Suggests Tens of Thousands of Black Holes Exist in Milky Way’s Center. NASA. April 4, 2018. http://www.chandra.harvard.edu/press/18_releases/press_040418.html
(3) Charles J. Hailey, Kaya Mori, Franz E. Bauer, Michael E. Berkowitz, Jaesub Hong & Benjamin J. Hord. «A density cusp of quiescent X-ray binaries in the central parsec of the Galaxy». Nature volume 556, pages 70–73 (05 April 2018) doi:10.1038/nature25029
https://www.nature.com/articles/nature25029

Publicat dins de astronomia, cosmologia | Comentaris tancats a Troben una dotzena de nous forats negres al centre de la Via Làctia