Thursday, May 30, 2013

Una Visita a la Expo de Max Planck

El Túnel de la Ciencia de la Sociedad Max Planck de Alemania en la Pontificia Universidad Católica del Perú en Lima

La Sociedad Max Planck

La sociedad Max Planck constituye una red de institutos de investigación científica en Alemania con 32 premios nobel salidos de esta sociedad y con mas de 13,000 empleados de ellos unos 4700 científicos permanentes y mas de 11,000 científicos no permanentes y visitantes

La exposición: el Túnel de la Ciencia

El Túnel de la Ciencia consta de 12 módulos en los que los expositores dedican 5 minutos por modulo dando un total de 60 minutos mas o menos de exposición.  En la exposición se presentan temas como el Big Bang, el Nanocosmos o la Nanotecnología  la arquitectura del cerebro humano, que es la consciencia, las supercomputadoras, el Universo, como se origino el Universo y la vida en la Tierra, la existencia de vida en otros planetas, etc.
Entrada al recinto universitario donde se presento la exposición
Vista panorámica de la entrada a la exposición
Panel del Túnel de la Ciencia

Modulo 1 El Big Bang

Según teorías físicas actuales todo empezó con el Big Bang hace alrededor de 13,800 millones de años donde la materia siendo un punto de densidad infinita explota en todas direcciones hasta formar el universo actual. Aquí se explican por qué son así las leyes de la naturaleza o las partículas elementales. También se explican conocimientos y avances científicos vinculados al Big Bang.

Panel el Big Bang



Modulo 2 El Nanocosmos o Nanotecnología: medicina molecular y biomateriales

Una de las tendencias actuales de investigación es la Nanotecnología o la investigación de materiales a nivel de nanoescala ya sea atómico o molecular. Como ejemplos de investigación de nanotecnología podemos citar el grafeno a nivel de nanoescala y la esperanza de contribuir en un futuro inmediato baterias con mayor duracion, microchips para computadoras mas potentes, pantallas con mayor resolución, paneles solares ultraligeros, etc.. En cuanto a la medicina molecular y biomedicina podemos citar los avances y aplicaciones que se producen en el área de oncología, neurociencias, farmacología y genética. Se están buscando curas a nivel molecular en todas estas áreas como ocurre con el parkinson, el alzheimer, el VIH, todos los tipos de cáncer, enfermedades genéticas, etc.

Modulo 3 Los ladrillos de la vida: la unidad mas pequeña es la célula

Desde el descubrimiento de la célula por parte de Robert Hooke y la posterior definición de la teoría celular por parte de Theodor Schwann y Jacob Schleiden quienes postularon que todo ser vegetal y animal poseen como unidad viva básica la célula se ha avanzado drásticamente en su comprensión y exploración.  Existen seres unicelulares como las bacterias y protozoos y seres pluricelulares como los seres humanos los cuales poseen cientos de billones (1014). La teoría celular moderna postula los siguientes apartados:
  • Todos los seres vivos están formados por células siendo esta la unidad estructural de la materia viva
  • Las funciones vitales de los seres vivos ocurre en las células y su entorno inmediato siendo la célula la unidad básica de la vida
  • Todas las células proceden de la división de otras células preexistentes
  • Cada célula contiene información genética para el desarrollo de sus funciones constituyendo la unidad genética  

Modulo 4 Del gen al organismo

Este módulo esta dedicado a la genética y su relación con las células y organismos. Se hacen preguntas de como pueden desarrollarse células y organismos diferentes a partir de información genética. Actualmente la ingeniería genética es el campo de conocimiento que intenta investigar como manipulando información genética en los seres vivos se consigue la creación de nuevas especies .

Modulo 5 Arquitectura de la mente: como funciona el cerebro

Después de siglos y décadas de investigación del cerebro este sigue siendo un misterio en muchos campos de investigación. Desde los antiguos griegos pasando por Leonardo da Vinci y Santiago Ramon y Cajal todos intentaron descubrir los misterios de la mente. La unidad mas simple del cerebro las neuronas y las redes neuronales que pueden ser del orden de miles resultan complejas. En este módulo se explica brevemente el funcionamiento del cerebro y su complejidad. El cerebro humano contiene mas de 100,000 millones de células nerviosas siendo una de las estructuras mas complejas del universo. El cerebro nos permite pensar, tener identidad de nosotros mismos, tener consciencia, regular las funciones corporales, etc.
Panel: Arquitectura de la Mente como funciona el cerebro
Neuronas aumentadas a gran escala

Modulo 6 El mundo de los sentidos: que es la consciencia

Los sentidos nos dan la sensación de identidad, de interacción entre el exterior y el interior. Cuando pensamos, sentimos, olemos. tocamos, degustamos, vemos, comunicamos, etc. se desarrollan procesos complejos en nuestro cerebro activando redes neuronales que pueden ser vistos mediante imágenes tomadas de áreas activas del cerebro. ¿Que áreas se activan al reconocer caras, al comunicarnos, y cuando procesamos el idioma?. Tal vez cuando sepamos ciertamente todos los procesos involucrados en la consciencia podamos definir la consciencia artificial tal como lo propone el Turing Test
Panel que es la Consciencia
Bicicleta estática con pantalla de realidad virtual

Modulo 7 Tecnologías para el futuro: como procesamos datos en constante crecimiento

Los sensores nos están proporcionando datos de forma continua. Ahora podría darse el caso del consumo de datos mundial en el orden de exabytes (1018 Bytes) y posiblemente de zettabytes (1021 Bytes) provenientes por ejemplo de arrays de telescopios (Square Kilometre Array (SKA) telescopio de SudAfrica y Australia en el orden de 1 exabyte cada día), del gran colisionador de hadrones del CERN (en el orden de petabytes), flujo constante de imágenes satelitales, etc. Para procesar toda esta enorme cantidad de información se utilizan redes complejas de supercomputadoras o superclusters. Las supercomputadoras son capaces de procesar la información al nivel de teraflops(1012 flops FLoating-point Operations Per Second) o petaflops(1015 flops)

Panel Tecnologías para el futuro
Reconstrucción en mosaico de imágenes de satélite de la Antártida

Modulo 8 De los datos al conocimiento: hasta donde podemos llegar con la simulación por ordenador

Los modelos nos permiten investigar aspectos de la realidad siendo la base para la simulación tanto a microescala (átomos y moléculas)  como a gran macroescala (formación de galaxias y evolución del universo). Como áreas de interés está el cambio climático, la desertificación de áreas geográficas, la previsión del clima, etc. Generalmente para realizar simulaciones por ordenador se precisan de computadoras bastante potentes o clusters de computadoras.  
Panel de los Datos al Conocimiento

Modulo 9 Desafíos globales

En este módulo se hacen preguntas de como podemos alcanzar el desarrollo sostenible para el panorama actual donde mas de 7 mil millones de personas habitan la Tierra. Como alimentar, sostener en todos los sentidos desde las necesidades básicas hasta las necesidades energéticas a toda esta población. Uno de los desafíos mas alarmantes consiste en el cambio climático que se esta produciendo en el mundo debido a la acción del hombre y la destrucción de los hábitats naturales de los seres vivos, la contaminación de acuíferos, etc. Otros desafió en el calendario científico es la sustitución de fuentes de energía de combustibles fósiles por otras que serán mas limpias como la fusión nuclear (aun en fase de investigación), eólica, solar, hidráulica, biomasa, mareomotriz y geotérmica,etc.

Modulo 10 Nave espacial Tierra: que impacto tiene el ser humano en la Tierra

En el módulo anterior explicábamos cuales eran los desafíos globales entre ellos los causados por la acción del hombre como el cambio climático y la sustitución de combustibles fósiles.  Los seres humanos deben apresurarse en conseguir métodos de producción sostenibles no contaminantes respetando el medio ambiente para que así las futuras generaciones puedan vivir en un mundo mejor. Comprendiendo la interacción del ecosistema terrestre con los océanos y la atmósfera mejor llegaremos a un planeta con la capacidad de albergar posiblemente una población humana de decenas de miles de millones. Gracias a la informática, a los satélites y al continuo procesamiento de información mediante sensores seremos capaces de analizar situaciones y conseguir soluciones para las mismas.
Panel Nave Espacial Tierra

Imagen de satélite alrededor de la Tierra

Recolector de polvo cósmico

Modulo 11 Nuestro hogar en el cosmos: como influye el Sol

El Sol que representa el 98,6% de la masa del sistema solar es nuestra estrella y se encuentra en el centro del  mismo. El Sol proporciona la vida en la Tierra y determina los dias y noches de la Tierra y sus estaciones.  En la Tierra, la energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena alimenticia. Sin la magnetosfera de la Tierra no exisitiria vida en la Tierra dado que nos protege del viento solar formando un escudo protector contra las partículas cargadas de alta energía procedentes del Sol. El Sol tiene un tamaño de 1.300.000 veces mayor que la Tierra.
Panel Nuestro Hogar en el Cosmos

Actividad Solar: protuberancias solares y manchas solares

Reproducción de robots en Marte: Spirit, Curiosity y Opportunity

Modulo 12 El universo

Como se originó el Universo, porque tiene la forma que vemos con los telescopios, que es la materia oscura, como son los agujeros negros y que ocurre en el horizonte de los agujeros negros, todas estas preguntas y mas se hacen en este módulo. El Universo puede tener una longitud de billones de años luz o incluso tener un tamaño infinito. Para llegar a tener una idea de las dimensiones del Universo uno puede pensar en el numero de estrellas de la Via Lactea nuestra galaxia, del numero de galaxias en el Universo:

Panel el Universo

Simulación de la formación de Galaxias