Aunque el artículo es antiguo, lo vuelvo a traer para recordar que existe el programa y que hay gente trabajando en él cada día. Es cierto que estamos ausentes de éstos trabajos que se llevan a cabo en silencio y que generan pocas noticias, ya que, el día que tengan que decir algo… ¡Será una conmoción mundial!

Veamos el reportaje.

 El SETI es el centro privado que heredó de la NASA el programa que escudriña el Espacio Exterior en busca de señales de radio de otra Civilización. “Pensar que estamos solos en el Universo es como creer en milagros” Dice el responsable.

Pablo Ximénez de Sandoval Mountain View

Algunos científicos lo llaman el efecto risitas. Es la reacción, inevitable para mucha gente, que se produce cuando alguien comienza a hablar de extraterrestres. Una media sonrisa, una risita apagada que inmediatamente anula el efecto de lo que se quiera decir. Los expertos en buscar vida en otros planetas están acostumbrados. Cuando le preguntan a Seth Shostak en una fiesta a qué se dedica, ¿qué dice? “Digo que arreglo coches”, bromea. Es más fácil eso que explicar que es el director del Instituto para la Búsqueda de Vida Inteligente Extraterrestre (SETI, en sus siglas en inglés).

 

 

           “Si hubiera una señal, sonaría como un tono, una flauta dentro del ruido”

 

El SETI es probablemente el lugar del mundo donde más en serio se toma esta cuestión. Situado en un edificio de oficinas en Mountain View, California, en el corazón de Silicon Valley, se trata de un centro privado que heredó lo que una vez fue un programa oficial de la NASA: escuchar el espacio en busca de una señal de radio de otra civilización. Su director será una de las dos o tres primeras personas en el mundo que se enterarán el día en que nos contacten los extraterrestres, algo que en este lugar no es una especulación, es una certeza.

La búsqueda de una señal desde el espacio comenzó en los años 60 del pasado siglo, cuando los extraterrestres ya habían invadido la cultura popular. “Era cultura pop, pero no tanto”, dice Shostak. “A mitad de siglo ya había científicos serios pensando en la posibilidad de vida en Marte”. Marconi o Tesla también habían teorizado sobre contactar con Marte. “La idea de la vida en el espacio es antigua. La idea de contactar con ellos es del último medio siglo”.

Antenas del telescopio Allen, en el norte de California, con las que el SETI escucha el universo en busca de una señal de vida. / SETI

Cuando Shostak se unió al SETI, en 1990, era un programa oficial de la NASA. Fue cancelado en 1992, apenas un año después de comenzar a escuchar, dentro de una negociación presupuestaria en el Congreso. Desde entonces, no se ha podido volver a presentar una propuesta para gastar dinero público en SETI sin ser víctima del efecto risitas. Fue un grupo de inversores de Silicon Valley los que retomaron el programa y lo mantienen con fondos privados. Shostak afirma que el programa federal se podría recuperar con un presupuesto de solo un millón de dólares al año. Pone como ejemplo que el Congreso encontró bien rápido los fondos para un programa que se dedica a vigilar asteroides cuando, en 1994, vieron las imágenes del cometa Shoemaker impactando contra Júpiter y provocando explosiones del tamaño de la Tierra: merecía la pena saber algo más de la trayectoria de los asteroides.

En el piso de Mountain View que hoy alberga el SETI hay pocas referencias a hombrecillos verdes. Las antenas están a 500 kilómetros hacia el norte. El ambiente de oficina está decorado con mapas celestes y fotos de lugares extremos de nuestro planeta. En una estantería se alinean lo que parecen globos terráqueos hasta que se miran de cerca. Son mapas globo de los planetas y lunas donde es más probable que haya vida, hechos con imágenes de satélite. Calisto, Europa, Ío, Ganímedes… Para el que solo conoce la capa más pop de la vida extraterrestre, el satélite Europa es el más famoso, desde que Arthur C. Clarke lo convirtió en el hogar de la próxima civilización del sistema solar en 2010: Odisea Dos. “Europa es uno de ellos, pero no necesariamente el mejor”, aclara Shostak.

En uno de mis trabajos en éste blog decía: “Pero está claro que todo el proceso estelar evolutivo inorgánico nos condujo desde el simple gas y polvo cósmico a la formación de estrellas y nebulosas … Allñi surgen nuevos sistemas planetarios y, en alguno de sus mundos, como ocurrió en la Tierra, podrán surgir formas de vida que evolucionarán con el Tiempo hasta los pensamientos.

Sigue el reportaje.

Muchas de las imágenes del planeta Marte, nos hablan de secretos que… ¿De dónde sale el metano allí detectado? ¿Lo producen metanógenos?

El pasado marzo, Shostak escribió un artículo en The New York Times que abría el debate a un cambio de estrategia: enviar mensajes al espacio en vez de escuchar pasivamente. La mera posibilidad provocó un debate fenomenal, en el que personalidades como Elon Musk (SpaceX) o el astrónomo Geoff Marcy advertían de los peligros de exponernos a una civilización cuyas intenciones desconocemos. De repente, en los primeros meses de 2015, el debate sobre extraterrestres se ha vuelto muy serio. Shostak aclara que actualmente no están emitiendo señales, pero dice que hay quien quiere hacerlo en su equipo. Cree que “es más útil escuchar”, pero si se hiciera, propone emitir toda la información de los servidores de Google. Suele comparar su exploración con la de Cristóbal Colón: “Es como decirle a Colón: ‘mejor no vayas hacia el oeste porque puedes encontrarte con una civilización hostil que venga a Europa y la destruya”.

También se llega a la conclusión de que casi todas las estrellas similares al Sol tienen planetas a su alrededor. Hay un 17% de estrellas que tiene planetas …

Si miras a 100 estrellas, 20 de ellas tienen planetas como la Tierra

Otra cuestión es si esa supuesta civilización utilizará medios de comunicación que se puedan captar con las antenas que usamos. “La radio es como la rueda”, afirma Shostak. Si han llegado al nivel de civilización que les permita enviar mensajes por el espacio, forzosamente utilizan radio. “La física es igual en todas partes, damos por hecho que conocen la radio como conocen la rueda”. la búsqueda SETI da por hecho que hay otras formas de vida no muy lejanas, que alguna de ellas ha desarrollado una civilización inteligente al menos tan avanzada como el ser humano, y que tratan de explorar el universo igual que nosotros. Es una cuestión de estadística. “Si miras a 100 estrellas, 20 de ellas tienen planetas como la Tierra”, explica Shostak. “El análisis del telescopio Kepler revela que una de cada cinco estrellas tienen planetas que pueden tener vida. Eso son decenas de miles de posibilidades, solo en la Vía Láctea. Pueden ser estériles, pero eso nos convertiría en un milagro. Y en la ciencia, cuando crees en los milagros normalmente te equivocas”.

¿Confirman que unas enigmáticas ondas de radio provienen del espacio exterior?

¿Y el día que llegue esa señal? El imaginario popular ve esa señal como una especie de borrón, un ruido confuso pero con alguna lógica interna que destaca entre el zumbido seco del universo. La película Contact (1997) obtuvo una nominación al Óscar al mejor sonido por su emocionante recreación de un supuesto contacto extraterrestre por radio. Pero el hombre que probablemente será el primero en escucharlo, Shostak describe así lo que lleva esperando toda su vida: “No buscamos sonidos, sino bandas, números. Si esos números se convierten en audio, suena ruido. Si hubiera una señal en él, sonaría como un tono, una flauta dentro del ruido”.

Una conversación con Seth Shostak una mañana de abril puede acabar en un debate sobre si la radio de ET era lo bastante potente como para llamar a su casa. Ha trabajado como asesor científico en películas (el remake de Ultimátum a la Tierra) y conoce y disfruta toda la cultura popular alrededor de los extraterrestres. Pero es absolutamente serio cuando afirma que encontraremos vida inteligente fuera de la Tierra, quizá antes de dos décadas, gracias al ritmo al que evoluciona la tecnología que escucha el universo y procesa el ruido. ¿Y qué pasará ese día? “Será noticia cinco días y luego cada uno volvería a lo suyo”.

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Muchas veces hemos hablado del electrón que rodea el núcleo, de su carga eléctrica negativa que complementa la positiva de los protones y hace estable al átomo; tiene una masa de solamente 1/1.836 de la del núcleo más ligero (el del hidrógeno). La importancia del electrón es vital en el universo. Simplemente con que su carga fuera distinta en una pequeña fracción… ¡El mundo que nos rodea sería muy diferente! Y, ni la vida estaría presente en el Universo.

                      Experimentos con electrones y positrones nos enseñaron cómo funciona el universo

Pero busquemos los “cuantos”. La física del siglo XX empezó exactamente en el año 1900, cuando el físico alemán Max Planck propuso una posible solución a un problema que había estado intrigando a los físicos durante años. Es el problema de la luz que emiten los cuerpos calentados a una cierta temperatura, y también la radiación infrarroja emitida, con menor intensidad, por los objetos más fríos (radiación de cuerpo negro).

En esta gráfica a cada temperatura el cuerpo negro emite una cantidad estándar de energía que está representada por el área bajo la curva en el intervalo.

Estaba bien aceptado entonces que esta radiación tenía un origen electromagnético y que se conocían las leyes de la naturaleza que regían estas ondas electromagnéticas. También se conocían las leyes para el frío y el calor, la así llamada “termodinámica”, o al menos eso parecía. Pero si utilizamos las leyes de la termodinámica para calcular la intensidad de una radiación, el resultado no tiene ningún sentido. Los cálculos nos dicen que se emitiría una cantidad infinita de radiación en el ultravioleta más lejano y, desde luego, esto no es lo que sucede. Lo que se observa es que la intensidad de la radiación muestra un pico a una cierta longitud de onda característica, y que la intensidad disminuye tanto para longitudes mayores como para menores. Esta longitud de onda característica es inversamente proporcional a la temperatura absoluta de objeto radiante (la temperatura absoluta se define por una escala de temperatura que empieza a 273º bajo cero). Cuando a 1.000º C un objeto se pone al “rojo vivo”, el objeto está radiando en la zona de luz visible.

Lo que Planck propuso fue simplemente que la radiación sólo podía ser emitida en paquetes de un tamaño dado. La cantidad de energía de uno de esos paquetes, o cuantos, es inversamente proporcional a la longitud de onda, y por tanto, proporcional a la frecuencia de radiación emitida. La fórmula es E = hν, donde E es la energía del paquete, ν es la frecuencia y h es una nueva constante fundamental de la naturaleza, la constante de Planck. Cuando Planck calculó la intensidad de la radiación térmica imponiendo esta nueva condición, el resultado coincidió perfectamente con las observaciones.

Poco tiempo después, en 1905, Einstein formuló esta teoría de una manera mucho más tajante: él sugirió que los objetos calientes no son los únicos que emiten radiación en paquetes de energía, sino que toda la radiación consiste en múltiplos del paquete de energía de Planck. El príncipe francés Louis-Victor de Broglie, dándole otra vuelta a la teoría, propuso que no sólo cualquier cosa que oscila tiene energía, sino que cualquier cosa con energía se debe comportar como una “onda” que se extiende en una cierta región del espacio, y que la frecuencia ν de la oscilación verifica la ecuación de Planck. Por lo tanto, los cuantos asociados con los rayos de luz deberían verse como una clase de partículas elementales: el fotón. Todas las demás clases de partículas llevan asociadas  diferentes ondas oscilantes de campos de fuerza, pero esto lo veremos más adelante.

La primera es la imagen obtenida por los físicos en el laboratorio y, la segunda es la Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, con la cual se quiere significar cómo un mismo fenómeno puede tener dos percepciones distintas. Lo cierto es que, el mundo de lo muy pequeño es extraño y no siempre lo podemos comprender.

El curioso comportamiento de los electrones en el interior del átomo, descubierto y explicado por el famoso físico danés Niels Bohr, se pudo atribuir a las ondas de de Broglie. Poco después, en 1926, Edwin Schrödinger descubrió cómo escribir la teoría ondulatoria de de Broglie con ecuaciones matemáticas exactas. La precisión con la cual se podían realizar cálculos era asombrosa, y pronto quedó claro que el comportamiento de todos los objetos pequeños quedaba exactamente determinado por las recién descubiertas “ecuaciones de ondas cuánticas”.

Está bien comprobado que la mecánica cuántica funciona de maravilla…, pero, sin embargo, surge una pregunta muy formal: ¿qué significan realmente estas ecuaciones?, ¿qué es lo que están describiendo? Cuando Isaac Newton, allá en 1867 formuló cómo debían moverse los planetas alrededor del Sol, estaba claro para todo el mundo qué significaban sus ecuaciones: que los planetas estaban siempre en una posición bien definida des espacio y que sus posiciones y sus velocidades en un momento concreto determinan inequívocamente cómo evolucionarán las posiciones y las velocidades en el tiempo.

Pero para los electrones todo es diferente. Su comportamiento parece estar envuelto en misterio. Es como si pudieran “existir” en diferentes lugares simultáneamente, como si fueran una nube o una onda, y esto no es un efecto pequeño. Si se realizan experimentos con suficiente precisión, se puede determinar que el electrón parece capaz de moverse simultáneamente a lo largo de trayectorias muy separadas unas de otras. ¿Qué puede significar todo esto?

El “universo de las partículas nunca ha sido fácil de comprender y su rica diversidad, nos habla de un vasto “mundo” que se rige por su propias reglas que hemos tenido que ir conocimiendo y seguimos tratando de saber, el por qué de esos comportamientos extraños y a veces misteriosos. Así, la pregunta anterior, de ¿qué puede significar todo eso?…

La pudo contestar Niels Bohr, de forma tal que,  con su explicación se pudo seguir trabajando, y muchos físicos siguen considerando su respuesta satisfactoria. Se conoce como la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica.

Las leyes de la mecánica cuántica han sido establecidas con mucha precisión; permite cómo calcular cualquier cosa que queramos saber. Pero si queremos “interpretar” el resultado, nos encontramos con una curiosa incertidumbre fundamental: que varias propiedades de las partículas pequeñas no pueden estar bien definidas de manera simultánea. Por ejemplo, podemos determinar la velocidad de una partícula con mucha precisión, pero entonces no sabremos exactamente dónde se encuentra; o a la inversa, podemos determinar la posición con precisión, pero entonces su velocidad queda mal definida. Si una partícula tiene espín (rotación alrededor de su eje), la dirección alrededor de la cual está rotando (la orientación del eje) no puede ser definida con gran precisión.

No es fácil explicar de forma sencilla de dónde viene esta incertidumbre, pero existen ejemplos en la vida cotidiana que tienen algo parecido. La altura de un tono y la duración en el tiempo durante el cual oímos el tono tienen una incertidumbre mutua similar. Para afinar un instrumento musical se debe escuchar una nota durante un cierto intervalo de tiempo y compararla, por ejemplo, con un diapasón que debe vibrar también durante un tiempo. Notas muy breves no tienen bien definido el tono.

Para que las reglas de la mecánica cuántica funcionen, es necesario que todos los fenómenos naturales en el mundo de las cosas pequeñas estén regidos por las mismas reglas. Esto incluye a los virus, bacterias e incluso a las personas. Sin embargo, cuando más grande y más pesado es un objeto, más difícil es observar las desviaciones de las leyes del movimiento “clásicas” debidas a la mecánica cuántica. Me gustaría referirme a esta exigencia tan importante y tan peculiar de la teoría con la palabra “holismo”. Esto no es exactamente lo mismo que entienden algunos filósofos por holismo, y que podría definir como “el todo es más que la suma de sus partes”. Si la física nos ha enseñado algo es justo lo contrario. Un objeto compuesto de un gran número de partículas puede ser entendido exactamente si se conocen las propiedades de sus partes (partículas); basta que sepamos sumar correctamente (¡y esto no es nada fácil en mecánica cuántica!). Lo que entiendo por holismo es que, efectivamente, el todo es la suma de las partes, pero sólo se puede hacer la suma si todas las partes obedecen a las mismas leyes. Por ejemplo,  la constante de Planck, h, que es igual a 6’626075… × 10^-34 Julios segundo, debe ser exactamente la misma para cualquier objeto en cualquier sitio, es decir, debe ser una constante universal.

Mucho ha sido el camino andado hasta nuestros tratando de conocer los secretos de la naturaleza que, poco a poco, nos van siendo familiares. Sin embargo, es más el camino que nos queda por recorrer. Es mucho lo que no sabemos y, tanto el micromundo como en el vasto mundo de muy grande, hay que cosas que aún, no hemos llegado a comprender.

           El detector ATLAS funcionó, y rastrearon las partículas subatómicas…

Las reglas de la mecánica cuántica funcionan tan bien que refutarlas resulta realmente difícil. Los “trucos” ingeniosos descubiertos por Werner Heisemberg, Paul Dirac y muchos otros mejoraron y completaron las reglas generales. Pero Einstein y otros pioneros como Erwin Schrödinger siempre presentaron serias objeciones a esta interpretación. Quizá funcione bien, pero ¿dónde está exactamente el electrón?, ¿en el punto x o en el punto y? En pocas palabras, ¿dónde está en realidad?, y ¿cuál es la realidad que hay detrás de nuestras fórmulas? Si tenemos que creer a Bohr, no tiene sentido buscar tal realidad. Las reglas de la mecánica cuántica, por sí mismas, y las observaciones realizadas con detectores son las únicas realidades de las que podemos hablar.

     Es cierto que, localizar y saber en qué punto exacto están esas pequeñas partículass… no es fácil

La mecánica cuántica puede ser definida o resumida así: en principio, con las leyes de la naturaleza que conocemos ahora se puede predecir el resultado de cualquier experimento, en el sentido que la predicción consiste en dos factores: el primer factor es un cálculo definido con exactitud del efecto de las fuerzas y estructuras, tan riguroso como las leyes de Isaac Newton para el movimiento de los planetas en el Sistema Solar; el segundo factor es una arbitrariedad estadística e incontrolable definida matemáticamente de forma estricta. Las partículas seguirán una distribución de probabilidades dadas, primero de una forma y luego de otra. Las probabilidades se pueden calcular utilizando la ecuación de Schrödinger de función de onda (Ψ) que, con muchas probabilidades nos indicará el lugar probable donde se encuentra una partícula en un momento dado.

Función de onda para una partícula bidimensional encerrada en una caja. Las líneas de nivel sobre el plano inferior están relacionadas con la probabilidad de presencia.

Muchos estiman que esta teoría de las probabilidades desaparecerá cuando se consiga la teoría que explique, de forma completa, todas las fuerzas; la buscada teoría del todo, lo que implica que nuestra descripción actual incluye variables y fuerzas que (aún) no conocemos o no entendemos. Esta interpretación se conoce como hipótesis de las variables ocultas.

Albert Einstein, Nathan Rosen y Boris Podolski idearon un “Gedankenexperiment”, un experimento hipotético, realizado sobre el papel, para el cual la mecánica cuántica predecía como resultado algo que es imposible de reproducir en ninguna teoría razonable de variables ocultas. Más tarde, el físico irlandés John Stewar Bell consiguió convertir este resultado en un teorema matemático; el teorema de imposibilidad.

(“El teorema de Bell o desigualdades de Bell se aplica en mecánica cuántica para cuantificar matemáticamente las implicaciones planteadas teóricamente en la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen y permitir así su demostración experimental. Debe su nombre al científico norirlandés John S. Bell, que la presentó en 1964.

El teorema de Bell es un metateorema que muestra que las predicciones de la mecánica cuántica (MC) no son intuitivas, y afecta a temas filosóficos fundamentales de la física moderna. Es el legado más famoso del físico John S. Bell. El teorema de Bell es un teorema de imposibilidad, que afirma que:

Ninguna teoría física de variables ocultas locales puede reproducir todas las predicciones de la mecánica cuántica.”)

 

 

                                  ¿Cómo saber el número que saldrá cuando lanzamos los dados?

¡¡La mecánica cuántica!!, o, la perplejidad de nuestros sentidos ante lo que ese “universo cuántico” nos ofrece que, generalmente, se sale de lo que entendemos por sentido común. Ahí, en el “mundo” de los objetos infinitesimales, suceden cosas que no siempre podemos comprender. Y, como todo tiene una razón, no dejamos de buscarla en cada uno de aquellos sorprendentes sucesos que en ese lugar se producen. Podríamos llegar a la conclusión de que, la razón está en todo y solo la encontramos una vez que llegamos a comprender, mientras tanto, todo nos resulta extraño, irrazonable, extramundano y, algunas veces…imposible. Sin embargo, ahí está. Dos elementos actúan de común acuerdo para garantizar que no podamos descorrer el velo del futuro, de lo que será después (podemos predecir aproximaciones, nunca certezas), el principal de esos elementos es la ignorancia nunca podremos saber el resultado final de éste o aquél suceso sin tener la certeza de las condiciones iniciales. En la mayoría de los sistemas físicos son, en mayor o menor medida dada su complejidad, del tipo caótico es tal que, el resultado de las interacciones entre elementos eson sumamente sensibles a pequeñísimas variaciones de los estados iniciales que, al ser perturbados mínimamente, hacen que el suceso final sea y esté muy alejado del que se creía al comienzo.

emilio silvera

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El aprendizaje automático es uno de los campos con más proyección  en inteligencia artificial.

Tenemos la clave para fabricar máquinas listas. Intel

Aprender bien la lección

El aprendizaje automático tiene otra cara. Se puede descontrolar, como le ocurrió al bot Tay, programado por Microsoft para aprender de la gente a través de sus interacciones en Twitter. Su cuenta en la red social pronto empezó a lanzar mensajes xenófobos tras el troleo de algunos usuarios y la compañía tuvo que suspender este experimento social.

“Siempre se necesitará un marco para limitar al algoritmo”, es la opinión de Pak. “Una máquina no es más que un conjunto de algoritmos. Lo que significa que las máquinas no tienen la libertad que las personas tenemos”. Así, esa especie de libertad social que Tay tuvo para aprender acabó por volverse en su contra. “Si vas a usar algoritmos en un entorno social creo que tienes que poner unos límites, de la misma forma que nosotros tenemos límites sociales”, sentencia Pak.

Es una forma de controlar la toma de decisiones. Por cierto, para una persona estas decisiones no siempre están basadas en el razonamiento lógico y no siempre se obtiene así el mejor resultado. La intuición a veces es un factor determinante y no es algo que se aprenda de forma lógica. ¿Pueden los algoritmos actuales dotar a una máquina de intuición?

El caso que más se acerca a una toma de decisiones intuitiva por una máquina es el del sistema Alpha Go, desarrollado por Google y que venció Lee Sedol, el campeón mundial del Go, un juego mucho más complejo de aprender para una máquina que por ejemplo el ajedrez.

Pak apunta que la toma de decisiones de Alpha Go a veces no partía de la lógica. “No estaba calculando, como sí hacen en ajedrez, millones de interacciones para determinar qué es lo que va a hacer el jugador. Tenía que vislumbrar cuál era el mejor movimiento. Y ganó. Lee solo gano una partida”. Y es que ni siquiera los científicos detrás de Alpha Go predecían cómo se iba a comportar su programa.

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