dibujo04marzo2008rosetta.jpgSonda espacial Rosetta (ESA)

Se acaba de publicar un nuevo resultado en relación a la anomalía de las sondas Pioneer (de la que ya hemos hablado en este blog), más en concreto en una anomalía similar en varias sondas (Galileo, NEAR, Cassini, Rosetta, y Messenger) de sólo unos milímetros por segundo de desviación en la velocidad esperada en acercamientos de estas sondas a la Tierra, Earth flybys, utilizados para acelerar estas sondas y “catapultarlas” a su destino (Geoff Brumfiel, “Anomalies spotted in spacecraft flight,” Nature News, 4 March 2008). La explicación que dimos (radiación térmica anisotrópica en la sonda), quizás explique el efecto, todavía no lo sabemos, se requiere un estudio térmico de cada una de estas sondas, todavía por realizar, pero lo que parece cierto es que el efecto es “verdadero”, como se acaba de publicar el 3 de marzo de 2008 en John D. Anderson, James K. Campbell, John E. Ekelund, Jordan Ellis, and James F. Jordan, “Anomalous Orbital-Energy Changes Observed during Spacecraft Flybys of Earth,” Physical Review Letters, 100: 091102 (2008). Lo que se necesita es una explicación.

Cuando estas sondas pasan cerca de la Tierra, se observan desviaciones pequeñas, pero superiores a los errores sistemáticos de medida, en su velocidad y dirección respecto a los modelos teóricos. Los autores del artículo PRL, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, Pasadena, California, han observado errores en velocidad del orden de milímetros por segundo para sondas espaciales que se mueven a velocidades de kilómetros por segundo, todo un logro de la técnica gracias al uso del efecto Doppler en las señales de radio recibidas desde la sondas, como dice el IP (investigador principal) del estudio John Anderson “It’s small, but you can see it clearly in the data.”

En mi opinión las respuestas esotéricas (cambios en la ley de gravitación universal o nuevas leyes físicas) son menos razonables que meros “errores” de modelado, que se hayan despreciado efectos, supuestamente muy pequeños, que se acumulan y en realidad no lo son, más aún teniendo en cuenta lo extremadamente pequeño de la desviación observada.

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John D. Anderson y su equipo han observado que los cambios en la energía orbital de las sondas estudiadas son proporcionales a la energía orbital total por unidad de masa, obteniendo una fórmula empírica muy sencilla para “modelar” el efecto (mostrada en la figura de arriba, que muestra la trayectoria más asimétrica de las estudiadas, correspondiente a la sonda NEAR). No hay explicación (todavía) para esta fórmula. Se conoce el efecto, pero nadie conoce la causa. El tiempo dirá. Tiempo al tiempo.

¿Por qué engordamos? Porque comemos (ingerimos) más de lo que necesitamos (consumimos). ¿Cuál es la mejor manera de adelgazar, la mejor dieta? Comer menos. Lo mejor es hacerlo reduciendo de forma gradual la ingesta (por supuesto, es conveniente no comer entre horas, no comer “chucherías”, etc.) buscando alcanzar poco a poco un equilibrio entre lo que comemos y lo que gastamos. La mayoría de las dietas tratan de disociar alimentos que nomalmente tomamos juntos, con objeto de que nos “guste” menos lo que comemos (todo el mundo se queja cuando está a dieta) y de esta forma que comamos menos (como en España todo el mundo come con pan, la mayoría de las dietas prohiben comerlo, que por cierto, ahora está carísimo con la “excusa” del bioetanol).

El artículo de Carson C. Chow and Kevin D. Hall, “The dynamics of human body weight change,” ArXiv preprint (Submitted on 21 Feb 2008), presenta un modelo matemático muy sencillo del equilibrio entre lo que comemos, lo que gastamos, y lo que engordamos. Aunque el modelo es muy sencillo creo que es interesante dada la gran importancia del problema de la obesidad en toda las sociedades occidentales.

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El artículo presenta tres modelos típicos, pero considera que el último, el más sencillo, bidimensional (llamado modelo de la partición de energía, últimas ecuaciones en la figura de arriba) es suficiente general como para ser considerado la reducción más plausible de cualquier modelo que se desarrolle. Analizan dicho modelo con detalle. Este modelo presenta dos posibles soluciones (atractores) a largo plazo, uno en el que la cantidad de grasa en el cuerpo y el peso están unívocamente determinados y otro en el que la cantidad de grasa almacenada puede tener un valor arbitrario. Sorprendentemente, las perturbaciones en la ingesta (lo que comemos) o en nuestra actividad física (lo que gastamos) puede conducir a los mismos resultados experimentalmente en ambos modelos, no permitiendo distinguir entre ambas posibilidades. Este resultado implica que es difícil saber para un dietista si una dieta y un plan de ejercicios concretos nos hará adelgazar o no. El modelo por tanto abre la puerta a la necesidad de desarrollar modelos más refinados que pueden ser incorporados a la práctica clínica.

Más técnicamente el modelo matemático estudia los equilibrios de los flujos de macronutrientes, en concreto grasas, proteínas y carbohidratos, permitiendo estimar cómo cambia el peso corporal a lo largo del tiempo mediante un sistema dinámico en tiempo continuo (modelo compartimental o de parámetros concentrados). Tomando un espacio de fases (estados) bi-dimensional, fijando la ingesta y el nivel de actividad física, el peso corporal y la composición corporal (en macronutrientes) se aproximan a dos tipos de atractores posibles. Por un lado, un estado estacionario de dicho modelo(punto de equilibrio mostrado en el plano de fases (a) en la figura de abajo), que permite que el peso corporal esté fijado unívocamente y la posibilidad de recuperar dicho peso ante perturbaciones (en la ingesta, una “comilona”, o en la actividad física, un “sobresfuerzo”). Por otro lado, a una variedad invariante (mostrada en la parte (b) de la figura de abajo, donde la línea de puntos es la variedad invariante), en la que el peso puede tomar un valor arbitrario, de forma tal que una perturbación puede cambiar permanentemente el peso y/o la composición del cuerpo (cambiar la variedad invariante).

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El artículo propone que los dos comportamientos observados en su sistema dinámico son genéricos y modelos más refinados sólo tendrán comportamientos más exóticos (múltiples estados de equilibrio, ciclos límite, o incluso caos determinista) si se hace una ajuste fino de los parámetros, luego serán modelos menos plausibles.

Hablando de comer y engordar… quizás te preguntes ¿por qué en la primera figura de esta entrada “el gordo” aparece con una bebida con pajita en la mano? Porque es bien conocido que las bebidas gaseosas azucaradas contribuyen de forma significativa a la energía consumida en nuestra dieta, facilitando un desequilibrio positivo, es decir, que engordemos. Además, los estudios científicos (por ejemplo, D. P. DiMeglio and R. D. Mattes, “Liquid versus solid carbohydrate: effects on food intake and body weight,” International Journal of Obesity (2000) 24, 794800) parecen indicar que nuestro cuerpo absorbe mejor los carbohidratos ingeridos de forma líquida (sodas y bebidas carbonatadas) que de forma sólida (por ejemplo, con platos de alubias).

No ví el debate de ayer. Creo que ya tengo claro a quien votar.

Preferí ver “Charada” de Stanley Donen, con Audrey Hepburn y Cary Grant (en Canal Sur 2 de Andalucía).

¿Qué es el voto útil? ¿Son todos los votos iguales? La idea del voto útil es que el sistema electoral español, basado en escaños por provincias, permite que ciertos votos no se reflejen directamente en escaños y por tanto “aparentemente” sean un voto “inútil”.

Si te interesa, puedes utilizar el Utilómetro, donde se afirma que “¿En 2004 Izquierda Unida obtuvo el el 5,1% de los votos (en toda España) pero sólo el 1,4% de los escaños? … ¿Que en cambio el PNV obtuvo el 1,6% de votos y el 2,0% de los escaños?”

Si quieres saber mi opinión …

VE A VOTAR. VOTA. Vota a quien más te guste, quien más rabia te dé, “a tu partido”, “a tu candidato”, … pero “pasa olímpicamente” del voto útil. Es un chorrada. En democracia todos los votos son útiles. Son la expresión del Pueblo, y tan útil es muy voto como el tuyo independientemente de a qué partido votemos.

Si quieres que tu voto sea “realmente útil”, afíliate, haz campaña, convence a tus vecinos, a tus conciudadanos, logra que “tus” ideas adquieran el status de “las” ideas, … si logras que varios miles de personas voten lo que tú vas a votar, entonces lo habrás logrado. Así harás que tu voto sea realmente útil.

Pero si no quieres molestarte y los partidos “te la sudan”. VE A VOTAR. VOTA. Vota a quien más te guste, quien más rabia te dé, “a tu partido”, “a tu candidato”, … pero “pasa olímpicamente” del voto útil.

Mortalidad masiva invernal de peces en el delta del río Colorado, California.

La noticia “Aparecen 800 toneladas de peces muertos en Grecia” acompañada de un vídeo ilustrativo en el que se ven las doradas y las lubinas, cuando menos llama la atención, no por el hecho, habitual a quien conoce algo de Ecología en Piscifactorías, sino porque el periodista afirma que “los biólogos de la zona aseguran no haber visto nada igual y creen que es debido al cambio climático.” ¡¡Qué malo es el cambio climático!! O mejor, ¡¡qué ignorantes son esos biólogos!! O mejor aún, ¡¡qué ignorante debe ser el periodista!!

Thomas P. Hurst ha estudiado las causas de estas mortandades masivas en peces desde hace años (en concreto en el río Hudson, piscifactorías y en laboratorio). Su último artículo de revisión es interesante al respecto. Journal of Fish Biology, Volume 71, Issue 2, Page 315-345, Aug 2007, nos indica que la mortalidad invernal masiva de peces ha sido documentada en un gran número de poblaciones en aguas abiertas y en menor número, aunque creciendo, en estuarios y piscifactorías. La razón exacta tras estas muertes masivas (normalmente relacionadas con fallos respiratorios según las autopsias) es desconocida, aunque se ha sugerido que las más importantes pueden ser cambios bruscos de temperatura (que explican los patrones geográficos observados) y la falta de alimento (hambrunas), aunque el efecto de predadores o enfermedades patógenas no puede descartarse. Ciertos experimentos parecen indicar que estos efectos múltiples están relacionados.

La mortalidad invernal es un fenómeno evolutivo que impone a la dinámica de la población episodios de reducción periódica del tamaño de la población que permiten regular la talla, peso y forma física general de la población: la mayoría de las causas de mortandad seleccionan los peces más pequeños, con menos grasa corporal y menos resistencia.

Hurst opina que se requiere más investigación en los aspectos ecológicos de la mortalidad invernal masiva con objeto de determinar los posibles efectos del cambio climático en la misma, así como para definir nuevas estrategias para la gestión de piscifactorías.

Un extenso número de referencias sobre el tema de las mortandades de peces, no sólo por efectos invernales, sino también por contaminación (asociada a la bajada de la concentración de oxígeno en el agua) la tenéis aquí, para los interesados.

Trinity (c) The Matrix

La Academia (Norteamericana) de Ingeniería (National Academy of Engineering) ha nombrado un comité para determinar los grandes retos pendientes de la ingeniería (The Grand Challenges for Engineering). Acaban de publicarse sus resultados:

Permitidme algunos comentarios sobre “Nuevas técnicas de aprendizaje personalizado“. ¿Cómo aprendemos? ¿Todos aprendemos igual? Las investigaciones psico-pedagógicas parecen mostrar que que aprendemos de forma muy diferente. Por ejemplo, algunos niños aprenden a hablar a base de “aprender palabras completas” y otros a base de “aprender fonemas indivuales”. El aprendizaje es algo muy personal. Por tanto, la docencia debería ser personalizada.

La inflexibilidad del sistema educativo actual, que no tiene en cuenta las diferencias de actitud o interés, de edad, de entorno cultural y familiar, o nivel de motivación. Los estudiantes altamente auto-motivados pueden seguir estrategias auto-dirigidas bajo una guía muy suave. Otros estudiantes prefieren un enfoque mucho más estructurado siguiendo las guías de un maestro, estando auto-motivadas sólo en ciertos tópicos de su interés. Incluso hay alumnos que necesitan recibir “regalos” para motivarse y aprenden mejor con una formación paso a paso. Finalmente, también están los que se resisten sistemáticamente al aprendizaje y no tienen ningún interés en alcanzar los logros establecidos por el Sistema. Esta clasificación de estudiantes se refleja en que algunos prefieren aprender a base de ejemplos, otros encontrando respuestas a preguntas, y aún otros resolviendo los problemas por sus propios medios.

En Aprendizaje Guiado por Ordenador (CAL, computer-aided learning) se pretenden utilizar nuevas tecnologías (ordenadores, internet) con objeto de desarrollar técnicas de aprendizaje “inteligente”, sistemas de “recomendación” que guían el estudio individual en función de las preferencias y actitudes del propio alumno. Es el campo de “Tutores Inteligentes” donde se tratan de desarrollar las técnicas que posibilitarán estas nuevas ténicas de aprendizaje. Por ejemplo, métodos para “optimizar” el orden de presentación de los temas, como el uso de algoritmos genéticos. También se utilizan técnicas de modelado del “conocimiento” y “aptitudes” del alumno.

Por supuesto, el sueño de adquirir conocimiento inmediato, como cuando Trinity en la película “Matrix” aprende a pilotar un helicóptero al instante mediante la descarga en su cerebro de un programa para hacerlo son solamente ciencia ficción, y lo serán al menos durante el siglo XX. Más información en “What is Personalized Learning?,” The e-Learning Developers’ Journal May 7: 1-7 (2002).

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¿Cómo debe una compañía aérea planificar la entrada de pasajeros en un avión? Todos hemos vivido esta experiencia, a veces con éxito, rápidamente tomamos asiento, otras no tanto, tenemos que esperar largas colas y aparecen conflictos con el equipaje y demás pasajeros. Este problema es fundamental en las líneas de bajo coste. ¿Hay alguna solución “científicamente óptima”? Steffen, mientras volaba hacia una Conferencia, se planteó el problema y decidió desarrollar una simulación (estocástica tipo Montecarlo) basada en Cadenas de Markov con objeto de buscar dicha respuesta.

El modelo de Steffen es extremadamente simple pero conduce a una solución “razonable”, la mostrada en la figura de arriba (los númeos 1, 2, …, 5 indican los primeros pasajeros que entran, los segundos, etc. ). La figura es del artículo de Philip Ball, “Strict ordering slashes tarmac time,” Nature 451, 1040, 27 February 2008. El interesante artículo de Jason H. Steffen, es “Optimal boarding method for airline passengers,” ArXiv Preprint (Submitted on 6 Feb 2008), quien usa sus simulaciones para encontrar el orden de entrada al avión óptimo en el sentido de minimizar el tiempo requerido para el abordaje de los pasajeros. ¿En qué se consume más tiempo? Según el modelo en la colocación del equipaje, que bloquea el pasillo. Steffen ha supuesto que la distribución de tiempo consumido en colocar el equipaje es aleatorio (sigue una distribución normal).

Una sorpresa interesante de este trabajo es que el método que utilizan la mayoría de compañías, que los pasajeros entren según su número de asiento llenando de atrás hacia adelante el avión, es el peor entre todos los estudiados, ya que el problema del estorbo entre pasajeros “cercanos” se produce igualmente. Lo necesario es que los pasajeros tengan cierto “entorno” vacío a su alrededor para poder encajar bien su equipaje. Quizás el resultado óptimo es poco práctico para avisar a los pasajeros desde megafonía. Algo más práctico, aunque no óptimo, es que entren primero los pasajeros de ventanilla, los de al lado, y así sucesivamente (es decir, según la letra y no el número del asiento).

Obviamente, el estudio tiene un gran problema. Se ha encontrado la manera más rápida para la entrada de pasajeros no correlacionados (independientes) entre sí, lo que no suele ser el caso, muchos viajamos con la familia, amigos, o incluso a quienes conocemos en la cola de espera. Sin embargo, para los investigadores esto es una ventaja, ya que dicho caso tendrá que ser estudiado en el futuro cercano.

David Gurwitz de la Universidad de Tel-Aviv, comenta, pero sin simulaciones por ordenador que apoyen esta idea, que quizás es mejor que entren primero los pasajeros con equipajes de mano más grandes, ya que son los que más tiempo tardan en colocarlo. Incluso recomienda que las compañías premien con rebajas en el billete a los pasajeros que lleven equipajes de mano más pequeños o que no lleven ninguno, salvo el ordenador portátil, y que facturen el resto. Quizás él se encuentra en dicho caso.

¿Alguna compañía, quizás de bajo coste, incorporará estas ideas próximamente? Se prometen grandes reducciones en los costos del abordaje y futuros estudios más exhaustivos.

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Aunque parezca broma, que lo es, también va en serio.

A por una Tercera República Española.

Representacion de la II Republica

Galope, Alberti

Las tierras, las tierras, las tierras de España, las grandes, las solas, desiertas llanuras. Galopa, caballo cuatralbo, jinete del pueblo, al sol y a la luna.¡A galopar, a galopar, hasta enterrarlos en el mar!

A corazón suenan, resuenan, resuenan las tierras de España, en las herraduras. Galopa, jinete del pueblo, caballo cuatralbo, caballo de espuma.

¡A galopar, a galopar, hasta enterrarlos en el mar!

Nadie, nadie, nadie, que enfrente no hay nadie; que es nadie la muerte si va en tu montura. Galopa, caballo cuatralbo, jinete del pueblo, que la tierra es tuya.

¡A galopar, a galopar, hasta enterrarlos en el mar!

“A Galopar”, Paco Ibañez (junto al propio Alberti)

http://es.youtube.com/watch?v=15JfnrqBqSI

A por una Tercera República Española.