Podcast CB SyR 402: Embalsamamiento egipcio, cemento romano, teletransporte de energía, planeta 9, agujero negro supermasivo y nuevo exoplaneta

Por Francisco R. Villatoro, el 10 febrero, 2023. Categoría(s): Astrofísica • Astronomía • Ciencia • Física • Historia • Nature • Noticias • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Química • Recomendación • Science ✎ 6

He participado en el episodio 402 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep402: Personas Momificadas; Cemento Romano; Teletransporte Cuántico; Planeta 9; Agujero Negro; Exoplaneta», 09 feb 2023. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Análisis del embalsamamiento egipcio (min 7:00); La durabilidad del hormigón romano (40:00); Actualización sobre nuestra búsqueda del Planeta 9 (1:16:00); Teletransporte cuántico de energía (1:55:00); Un cuásar activo enormemente lejano (2:28:00); Un exoplaneta descubierto por lente gravitacional desde el espacio (2:43:00); Señales de los oyentes (2:52:30). Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso.

Ir a descargar el episodio 402.

Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), María Ribes Lafoz @Neferchitty, Sara Robisco Cavite @SaraRC83, José Edelstein @JoseEdelstein, Gastón Giribet @GastonGiribet, y Francis Villatoro @emulenews.

Tras la presentación de Héctor, nos cuenta María que se han desvelado muchos detalles la técnica de embalsamamiento de las momias egipcias. Se ha publicado en Nature el estudio de 31 vasijas de ajuares funerarios fechadas entre el 664 y el 525 a. C; fueron encontradas en un taller de embalsamamiento en la necrópolis de Saqqara (Egipto); además se han encontrado jeroglíficos egipcios que describen la técnica de embalsamamiento. Lo más interesante es el estudio químico (cromatográfico) de la composición de las sustancias encontradas, que permite asociar el nombre egipcio del bálsamo con su composición química. Hay que recordar que embalsamar es poner bálsamos; se han identificado mezclas para lavar la cabeza y el cuerpo, para suavizar la piel antes de la desecación, o para embalsamar la cabeza. Lo más interesante es que muchas de las sustancias no se fabricaban en Egipto, siendo importadas de lejanos confines; lo que ofrece pistas sobre el comercio internacional en aquella época.

Esta figura muestra diferentes etapas del proceso de embalsamamiento con los nombres egipcios de las sustancias usadas. Los bálsamos usados son incienso, mirra, aceites (vegetales de coníferas, cipreses y cedros) y otras sustancias. Gracias a los jeroglíficos se ha logrado asociar  un nombre egipcio a estas sustancias. Los análisis del contenido de las vasijas etiquetadas antiu y sefet, que se traducían como mirra y aceite, muestran que en ambos casos se trata de dos mezclas diferentes de aceites de cedro, enebro y ciprés, con grasa animal.

El artículo es Maxime Rageot, Ramadan B. Hussein, …, Philipp W. Stockhammer, «Biomolecular analyses enable new insights into ancient Egyptian embalming,» Nature 614: 287-293 (01 Feb 2023), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05663-4; más información en Salima Ikram, «Recipes and ingredients for ancient Egyptian mummification,» News & Views, Nature 614: 229-230 (01 Feb 2023), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00094-1. En español puedes leer a Javier Jiménez, «Acabamos de resolver uno de los últimos misterios del Antiguo Egipto: su técnica exacta de embalsamamiento,» Xataka, 02 feb 2023.

Nos cuenta Sara que se ha publicado en Science Advances el secreto del cemento romano. Se pensaba que ciertos trocitos de cal (clastos) en el hormigón romano eran fruto de mezclas descuidadas o materias primas de mala calidad; pero resulta que son de cal viva que se usaba para ‘autocurar’ el hormigón (rellenar microgrietas). Además, se pensaba que la durabilidad de ese hormigón se basaba el material puzolánico, una ceniza volcánica de la zona de Pozzuoli, en la bahía de Nápoles (Italia), que contenía. Pero el nuevo estudio indica que la clave son las incrustaciones en la escala milimétrica de clastos de cal.

Por cierto, no hay que caer en el mito de que el hormigón romano aguanta más que los actuales y que los romanos eran mejores constructores. El mito de que el hormigón romano tenía una gran durabilidad tiene su origen en las pocas obras que han llegado hasta nosotros en los últimos dos milenios; pero la inmensa mayoría ha desaparecido; solo nos han llegado las «mejor construidas». Los hormigones actuales son armados (tienen incrustaciones de acero), luego mucho mejores que los romanos que no lo eran; por ejemplo, el uso de la cal viva es dañino par los hormigones armados y solo tiene sentido para hormigones no armados que ya no se usan. El acero del hormigón armado es imprescindible para construir los enormes edificios actuales.

Más allá del mito, el nuevo artículo es muy interesante desde el punto historiográfico, aunque no tengan ninguna utilidad en las ciencias de los materiales de construcción. El artículo es Linda M. Seymour, Janille Maragh, …, Admir Masic,»Hot mixing: Mechanistic insights into the durability of ancient Roman concrete,» Sciencie Advances 9: 1602 (06 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1126/sciadv.add1602. Más información en «Descubierto el secreto de la durabilidad del hormigón romano», Agencia SINC, 09 ene 2023; José Pichel, «El mito del hormigón romano: ni aguanta más ni ellos eran mejores constructores», El Confidencial, 05 feb 2023.

Héctor actualiza la situación actual de su búsqueda del Planeta 9. Necesitan nuevas observaciones: dos noches seguidas, con buenas condiciones toda la noche, separadas pocos días; gracias a ello podrán observar un objeto tan débil como el hipotético Planeta 9 como una fuente en movimiento (se aprovecha la paralaje para detectar su movimiento). No ha podido ser este invierno y se retrasarán hasta otoño próximo. Una pena, pues nos quedamos con las ganas de saber si el hipotético Planeta 9 se encuentra en la región predicha por Héctor: Ascensión recta 53.0±4.3°, y declinación 9.2±1.3°.

Te recuerdo que el Planeta 9 es un objeto transneptuniano extremo de gran masa, una supertierra (mayor que la Tierra y más pequeño que Neptuno). La dirección de entrada del meteorito interestelar CNEOS14 (que cayó en el Pacífico en 2014) cruza la órbita hipotética del Planeta 9. Héctor estima que la probabilidad de que una coincidencia así sea fruto del azar es del orden del 1 %. Por ello y por otras razones similares ha planteado la hipótesis de que podría haber sido desviado por dicho planeta, con lo que se puede estimar la región del cielo donde debería encontrarse dicho planeta. Para verificar la hipótesis de Héctor hay que realizar una búsqueda; junto a Nacho Trujillo han estado usado el Observatorio de Javalambre (Teruel), pero la tarea es difícil y lleva más tiempo del esperado (pues encontrar una noche con las condiciones adecuadas no es fácil).

Por cierto, ya se ha aceptado el artículo de Hector Socas-Navarro, «A candidate location for Planet Nine from an interstellar meteoroid: The messenger hypothesis,» accepted in Astrophysical Journal (2023), arXiv:2205.07675 [astro-ph.EP] (16 May 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.07675. Recomiendo leer en español el artículo de Héctor Socas-Navarro, Ignacio Trujillo Cabrera, «El enigmático Planeta 9 y la hipótesis del mensajero interestelar«, The Conversation, 01 Feb 2023.

Me toca hablar de la teletransportación cuántica de energía (simulada en ordenador cuántico con 2 cúbits). Se publica en arXiv un preprint de Ikeda en el que ejecuta un algoritmo cuántico que simula un protocolo de teletransporte cuántico de energía en una cadena de espines de Hotta (20087). En rigor, si los dos estados (0 y 1) de un cúbit se representan con dos estados energéticos diferentes (el fundamental para el 0 y uno excitadao para el 1), tras el teletransporte cuántico del estado de un cúbit a otro también se realiza un cambio en la energía de este último (que si pasa de 0 a 1 ganará energía y si pasa de 1 a 0 perderá energía). La idea del protocolo de teletransporte de energía es implementar esta idea usando un modelo físico del cambio de la energía; el problema de implementar este protocolo en un experimento es que no es fácil acceder a la vez tanto a la información del cúbit como a sus estados de energía, por ello aún no se ha implementado. El nuevo artículo propone simular este protocolo en un ordenador cuántico de IBM usando dos cúbits superconductores; se implementa un algoritmo que modifica el protocolo de teletransporte cuántico añadiendo una operación que simula el cambio en la energía y cuya ejecución depende de si el cambio de estado es de 0 a 1 o de 1 a 0.

El protocolo, mostrado en la figura (parte derecha) es muy sencillo. El resultado simulado en ordenadores cuánticos de IBM es el esperado (como solo se necesitan dos cúbits, simularlo en una ordenador clásico es trivial). El gran problema es que no se «teletransporta energía», pues la energía (ganada o perdida) en el cúbit destino tiene su origen en el entorno de dicho cúbit. Y, por otro lado, simular en un ordenador cuántico no significa realizar un experimento cuántico; en rigor, no hay diferencia conceptual alguna entre simular el algoritmo en un ordenador clásico o en uno cuántico. Así que el nuevo de artículo de Ikeda no ofrece nada realmente nuevo al modelo de Hotta; ya veremos si se acaba publicando en una buena revista. El artículo es Kazuki Ikeda, «First Realization of Quantum Energy Teleportation on Superconducting Quantum Hardware,» arXiv:2301.02666 [quant-ph] (07 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2301.02666; se simula con dos cúbits el protocolo de Masahiro Hotta, «Quantum Energy Teleportation in Spin Chain Systems,» Journal of the Physical Society of Japan 78: 034001 (2009), doi: https://doi.org/10.1143/JPSJ.78.034001, arXiv:0803.0348 [quant-ph] (04 Mar 2008).

Gastón nos cuenta que se ha observado un agujero negro supermasivo acretando materia a z>6.5. Se ha observado con eROSITA (eFEDS) un cuásar muy luminoso (que estaba en el catálogo SHELLQs, Subaru High-z Exploration of Low-luminosity Quasars), que se ha confirmado con el telescopio espacial de rayos X Chandra. A partir de la luminosidad se estima la masa del agujero negro supermasivo que lo produce, que resulta ser de (2.48+0.31−0.29) × 108 masas solares; esta masa es enorme para un cuásar que vemos cuando el universo tenía unos 850 millones de años (el universo observable era 7.5 veces más pequeño que el actual). Este tipo de objetos ponen fuertes restricciones a los modelos de formación de estos agujeros negros supermasivos. El artículo es Julien Wolf, Kirpal Nandra, …, Sophia Waddell, «X-ray emission from a rapidly accreting narrow-line Seyfert 1 galaxy at z=6.56,» Astronomy & Astrophysics 669: A127 (20 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202244688, arXiv:2211.13820 [astro-ph.HE] (24 Nov 2022).

Nos cuenta Gastón que se ha detectado el primer exoplaneta por el método de microlensado (microlensing) usando solamente un telescopio espacial (Kepler K2). Como nos decía Héctor Vives en Twitter, ya se han observado más de 200 exoplanetas mediante microlensado desde 2004 cuya primera detección fue con un telescopio terrestre (no espacial), aunque en muchos se usó el telescopio espacial Spitzer para confirmar la detección. Lo novedoso ahora es que la primera detección se ha realizado con un telescopio espacial, usándose telescopios terrestres para confirmarla. Se trata de un planeta tipo Júpiter (de 1.1 ± 0.1 masas jupiterinas) situado a una distancia (de 4.2 ± 0.3 unidades astronómicas) de su estrella (de 0.58±0.04 masas solares) similar a la de Júpiter de nuestro Sol; esta estrella (K2-2016-BLG-0005L) se encuentra a 5.2 ± 0.2 kilopársecs de la Tierra, hacia el bulbo galáctico, lo que implica que es el exoplaneta más lejano observado por Kepler.

El planeta jupiterino K2-2016-BLG-0005L b estaría a una distancia de su estrella de 4.4+1.9−0.4 UA si su órbita fuera circular, con un periodo P = 13+9−2 años. Por ello se considera un exoplaneta jupiterino análogo al Júpiter de nuestro sistema solar. El futuro telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA y la misión Euclid de la ESA descubrirán muchísimos más jupiterinos similares en el futuro. El artículo es D. Specht, R. Poleski, …, S. Calchi Novati, «Kepler K2 Campaign 9: II. First space-based discovery of an exoplanet using microlensing,» Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) 2023: stad212 (31 Jan 2023), doi: https://doi.org/10.1093/mnras/stad212arXiv:2203.16959 [astro-ph.EP] (31 Mar 2022).

Y pasamos a Señales de los Oyentes…

Cristina Hernandez García​ pregunta: «¿Podría haber algún cemento que soportara las condiciones de Venus? ¿Y algún material para construir que perdurara cientos de millones de años o más?»  Contestamos entre todos que no lo sabemos. Pero como las condiciones superficiales de Venus son muy extremas (unas 75 atmósferas de presión y unos 465 °C de temperatura) creemos que es imposible que algún cemento las soporte durante mucho tiempo. Y, además, creemos que es inconcebible que una construcción perdure durante cientos de millones de años (sin restauraciones periódicas y adecuadas); a esas escalas de tiempo incluso la tectónica de placas es relevante.

Lorenzo Escartín pregunta: «¿Servirán estas señales tan lejanas para afinar la escalera de distancias para la tensión de la constante de Hubble?» Gastón contesta que no, porque no son candelas estándar. Yo apuntillo que Gastón se refiere a la estimación del parámetro de Hubble, pues la tensión de la constante de Hubble es para z = 0 (se usan distancias z < 0.01), luego una distancia z = 6.5 es irrelevante para dicha tensión.

¡Qué disfrutes del podcast!



6 Comentarios

  1. Gracias por la excelente información que siempre nos ofreces.
    Una pregunta, ¿en cual de los 2 telescopios del Observatorio de Javalambre ha conseguido tiempo Héctor el próximo otoño para buscar el planeta 9? ¿En el grande de 2,55 metros o en el pequeño de 80 cm?
    Otra cosa, ¿tenéis noticias de que haya algún otro equipo de astrónomos que haya «parasitado» los resultados del estudio de Héctor y también busque al Planeta-9 en las mismas coordenadas, con algún otro telescopio grande para ver si consiguen primero el descubrimiento?
    Gracias por divulgar ciencia y tecnología y ánimos para continuar.

    1. No apareció mi comentario, en caso de duplicado por favor ignorar este.
      Mi pregunta es si la teleportación de energía en un sistema cuantico es instantánea o se hace a la velocidad de la luz? Si las partículas están muy separadas no afecta el medio al transporte de esa energía? Se puede usar como sistema de comunicación?

  2. Personalmente y después de haber sido el primero en decir que todo es erróneo en algún momento, si pudiera le diría a Sabine que decir eso es trivial incluso aunque tenga razón, ¡demuéstralo!,leches.

    Todo ese conocimiento sobre lo que es erróneo no le permite construir una solución entonces a lo mejor no son los otros los únicos equivocados….pura soberbia.

  3. Francis, abusando de tu generosidad voy a hacer publicidad de una conferencia que se celebra en Asturias, el título es «Investigación en simulación y computación cuántica en el Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN)» y estará impartida por Adolfo Fernández, y de Daniel Barredo.

    https://www.lne.es/cuencas/2023/02/13/responsables-cinn-entrego-hablaran-computacion-82884401.html

    Un saludo y gracias por el blog.

  4. Muchas gracias por el resumen, Francis. Esta noche escucharé el podscast.
    Únicamente un par de detalles de ínfima importancia en relación con el hormigón romano y el moderno. Indicar que no es que el hormigón moderno sea armado y el antiguo no. El hormigón moderno puede ser armado o puede ser en masa (sin refuerzos armados o con cantidades mínimas en algún punto que otro de la estructura). Simplemente (de manera muy resumida), en la actualidad el hormigón armado se emplea en estructuras sometidas a flexión + tracción, y el hormigón en masa en estructuras sometidas a compresión. Por ejemplo, las modernas y enormes presas de arco con sus esbeltas formas no van armadas (como digo, salvo algunas zonas determinadas y casi más por seguridad-durabilidad que por cálculo teórico) ya que su forma y la geometría de cargas permiten hacerla trabajar en régimen de compresión. El motivo de embeber acero es que el hormigón es una piedra artificial y como piedra, presenta una elevada diferencia de resistencia entre compresión y tracción (approx 10 a 1). Gracias a que el coeficiente de dilatación lineal del acero y el hormigón son tan parecidos, juntos hacen un composite muy versátil en estructuras sometidas a flexión con el hormigón soportando compresiones y el acero las tracciones, pero si no hay tracciones, el hormigón en masa se sigue usando muy frecuentemente.
    NOTA: Los romanos sí emplearon hormigón armado en algunas jácenas. Intuitivamente y por su experiencia, sabían de la diferencia entre la resistencia a tracción y compresión del hormigón y llegaron a embeber cadenas en la cara inferior de algunos cargaderos simplemente apoyados de luces más o menos importantes, aunque parece que no era una técnica muy difundida pues pronto afloraron problemas de corrosión en estas estructuras. No hay que perder de vista que los Romanos construían para duraciones indefinidas, mientras que los modernos edificios se construyen para 50 años de uso. En general, la vida útil del hormigón se fija en el proyecto y no puede ser inferior a:
    – 50 años en viviendas u oficinas.
    – Entre 15 a 20 años en edificios agrícolas o industriales.
    – 100 años para monumentos.
    – De 3 a 10 años en las estructuras que se consideran temporales.

    Así que a la pregunta ¿Es más duradero el hormigón moderno? no sabría yo decir…

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