Podcast CB SyR 408: Uracilo en Ryugu, Avi Loeb, teletransporte contrafáctico, segmentación de RMI y agujero negro de Maldacena

Por Francisco R. Villatoro, el 24 marzo, 2023. Categoría(s): Astronomía • Ciencia • Física • Informática • Matemáticas • Noticias • Peer Review (Revisión por pares) • Personajes • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science ✎ 3

He participado en el episodio 408 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [iVooxiTunes], titulado “Ep408: Uracilo en Ryugu; Loeb, Naves y UAPs; Teletransporte Contrafáctico; Segmentación; Agujeros Negros», 23 mar 2023. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Luis Caffarelli, premio Abel (min 4:00); Uracilo en Ryugu (9:00); Objetos interestelares como fragmentos de esferas de Dyson (29:00); De naves nodriza y UAPs (54:30); Teletransporte contrafáctico y agujeros de gusano locales (1:52:00); Segmentación de imágenes de MRI con «machine learning» (2:40:00); Un sistema cuántico simple que describe un agujero negro (2:40:00).. 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 408.

Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), Sara Robisco Cavite @SaraRC83, José Edelstein @JoseEdelsteinGastón Giribet @GastonGiribety Francis Villatoro @eMuleNews.

En breves, Héctor destaca que el matemático argentino-estadounidenseCUniversidad de Texas en Austin, EE.UU.) ha recibido el Premio Abel 2023 por sus «contribuciones fundamentales a la teoría de la regularidad de las ecuaciones diferenciales parciales no lineales, incluidos los problemas de frontera libre y la ecuación de Monge–Ampère». Este premio de la Academia de Ciencias y Letras de Noruega está dotado con 7.5 millones de coronas noruegas (676 500 euros). Los problemas de frontera libre describen las gotas líquidas en una superficie o cómo se derrite un cubito de hielo en el agua o un material poroso en el que se infiltra un líquido. Este tipo de problemas tienen muchas aplicaciones tecnológicas. Luis A. Caffarelli ha obtenido numerosos galardones, entre otros, el Premio Leroy Steele a la trayectoria otorgado por la Sociedad Matemática Americana, el Premio Wolf y el Premio Shaw. Más información en Davide Castelvecchi, «Abel Prize: pioneer of ‘smooth’ physics wins top maths award,» News, Nature (22 Mar 2023), doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-00833-4; «Luis A. Caffarelli obtiene el Premio Abel 2023», Nota de Prensa Premio Abel 2023 [PDF]; «Luis A. Caffarelli: una biografía», Premio Abel 2023 [PDF].

Nos cuenta Héctor que se ha encontrado uracilo (C₄H₄N₂O₂, una base nitrogenada del ARN) y niacina (C₆H₅NO₂, vitamina B3 o ácido nicotínico) en el pequeño asteroide Ryugu. Se publica en Nature Communications el análisis de las muestras A0106 (38.4 miligramos) y C0107 (37.5 miligramos) de los 5.4 gramos de Ryugu recogidas por la sonda japonesa Hayabusa 2 (que aterrizó en Australia en diciembre de 2020); A0106 contiene 11 ± 6 ppb y C0107 con 32 ± 9 ppb de uracilo, aunque tras una calibración se obtiene 7 ± 4 ppb y 21 ± 6 ppb, resp. (no se detectó ninguna otra base nitrogenada, pero no se excluyen). Como ya se sospechaba, muchos asteroides son ricos en materia orgánica compleja. Ya se encontró uracilo en un meteorito Orgueil en 1964 (Science), confirmado en 1979 (Nature), aunque había dudas sobre su origen era contaminación por la superficie terrestre. En el caso de las muestras de Ryugu el resultado es concluyente y no deja lugar a dudas. Los asteroides de tipo C, como Ryugu, son responsables de los meteoritos ricos en carbono (condritas carbonáceas).

El 24 de septiembre de 2023 la cápsula de la sonda OSIRIS-REx de la NASA aterrizará en Utah con más de 400 gramos de material recogido del asteroide Bennu. El nuevo artículo es Yasuhiro Oba, …, Yuichi Tsuda, Hayabusa2-initial-analysis SOM team, «Uracil in the carbonaceous asteroid (162173) Ryugu,» Nature Communications 14: 1292 (21 Mar 2023), doi: https://doi.org/10.1038/s41467-023-36904-3; recomiendo la gran pieza de Daniel Marín, «Detección de uracilo en el asteroide Ryugu», Eureka, 22 mar 2023.

Nos cuenta Héctor lo último de Avi Loeb, su idea de que los objetos interestelares podrían proceder de esferas de Dyson abandonadas sin mantenimiento, que se disgregan por impactos de asteroides durante miles de millones de años. Los fragmentos serían objetos interestelares anómalos, tan inusuales como 1I/’Oumuamua. Las esferas de Dyson (1960), concebidas en 1937 por el novelista Olaf Stapledon («Star Maker») aprovechan toda la energía de una estrella. Las esferas de Dyson deben emitir radiación infrarroja para equilibrar el calor depositado sobre ella por la luz solar; las búsquedas de firmas infrarrojas han sido infructuosas. La idea de Loeb se enmarca en su propuesta de que ‘Oumuamua es una vela solar, ya que los fragmentos serían más semejantes a una vela solar que a un asteroide. El artículo es Abraham Loeb, «Interstellar Objects from Broken Dyson Spheres,» Research Notes of the AAS 7: 43 (Mar 2023), doi: https://doi.org/10.3847/2515-5172/acc10d.

Por cierto, Héctor comenta que en RNAAS se publica sin pasar por revisión por pares (peer review). Héctor critica a Loeb con múltiples argumentos y cita el artículo original de Freeman J. Dyson, «Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation,» Science 131: 1667-1668 (03 Jun 1960), doi: https://doi.org/10.1126/science.131.3414.1667; Poul Anderson, «Artificial Biosphere,» Science 132: 251-252 (22 Jul 1960), https://doi.org/10.1126/science.132.3421.251; Freeman J. Dyson, «Response: Artificial Biosphere,» Science 132: 252-253 (22 Jul 1960), doi: https://doi.org/10.1126/science.132.3421.252.b.

Héctor también nos cuenta que Loeb tiene un nuevo artículo sobre los límites físicos de las UAP (fenómenos aéreos no identificados), lo que antes se llamaban UFO (objetos voladores no identificados). Nos propone los límites físicos en la maniobrabilidad de estas hipotéticas naves alienígenas. La fricción de un UAP con el aire o el agua generaría una bola de fuego muy brillante en el óptico, una capa de ionización y una cola con firmas de radio. El artículo es Abraham (Avi) Loeb, Sean M. Kirkpatrick, «Physical Constraints on Unidentified Aerial Phenomena,» Draft version (07 Mar 2023) [PDF]; que está relacionado con Abraham Loeb, «»Down to Earth» Limits on Unidentified Aerial Phenomena in Ukraine (Comment on arXiv:2208.11215),» Submitted to an AAS Journal, arXiv:2210.01972 [astro-ph.IM] (05 Oct 2022), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2210.01972.

Loeb y Kirkpatrick presentan algunos argumentos muy razonables, pero como nos dice Héctor también incluyen argumentos irracionales. Proponen idea de que hay coincidencias entre ‘Omuamua y IM2 (pero no IM1, el que apunta al Planeta 9 que busca Héctor) apunta a un origen artificial común; pero la idea de que las diferencias también apuntan a un origen artificial (una nave nodriza en movimiento). Esta idea lleva a que en ciertos medios se haya afirmado que tal nave está en órbita en el Sistema Solar. Sorprenden artículos como Sara Sendino, «Un jefe del Pentágono sugiere que hay una nave nodriza extraterrestre en el sistema solar», La Sexta, 16 mar 2023; Eric Mack, «Some UAP Sightings Don’t Fit Current Physics, Pentagon And Harvard Experts Say,» Forbes, 09 Mar 2023.

Héctor nos comenta que la velocidad en infinito de ‘Omuamua es de 26.33 km/s, mientras que la de IM2 (que ha calculado Héctor) es de 24.3 km/s. Para IM1 la incertidumbre es del 10 %; aplicando esta incertidumbre a IM2 se obtiene 24.3 ± 4 km/s (entre 20 y 28 km/s), luego la coincidencia con ‘Omuamua es accidental. De hecho, la ventana de velocidades para un objeto interstelar está entre 15 km/s y 45 km/s; Héctor estima que la probabilidad de coincidencia por azar dentro de este rango (30 km/s) con una incertidumbre de 4 km/s y que coincidan dos de tres objetos, resulta que la probabilidad es del 75 % (es decir, casi seguro que hay una coincidencia). Héctor considera que la publicación de la idea de la existencia de una nave nodriza es una sinvergonzada. Una idea impresentable, según Héctor.

Me toca comentar un curioso artículo sobre teletransporte cuántico contrafáctico (contrateletransporte, del inglés counterportation) y a agujeros de gusano locales. El nuevo artículo (publicado en Quantum Science and Technology) repite lo que el autor (Hatim Salih) publicó en 2013 (PRL, https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.170502) y en 2016 (FiP, https://doi.org/10.3389/fphy.2015.00094), que ya expliqué en este blog (LCMF, 31 dic 2017). Pero añade al final una (supuesta) explicación del protocolo usando la idea ER=EPR de Maldacena y Susskind; según Salih, su protocolo contrafáctico se puede interpretar como el teletransporte a través de un agujero de gusano (como el tema está de moda no quiere perder la oportunidad). Pero en realidad su artículo no presenta ninguna explicación basada en ER=EPR, todo lo contrario, se mencionan los agujeros de gusano de pasada, dejando claro que no tiene nada que ver con su protocolo.

El nuevo artículo de Salih nos dice que su experimento contrafáctico basado en interferómetros (mostrado en esta figura) es paradójico, igual que su protocolo de contrateletransporte; en su opinión, que la parte derecha (Bob) puede interferir en el resultado de la parte izquierda (Alice), pudiendo transmitir información, es paradójico porque en física clásica no es posible hacerlo. Sin embargo, usando superposiciones cuánticas no hay ningún tipo de paradoja. Para aportar algo nuevo, y evitar el autoplagio que sería publicar en 2023 lo que ya publiqué en 2013 y 2016, decora el artículo con una supuesta explicación de la paradoja clásica: la idea ER=EPR. Un sinsentido, un buen ejemplo de cómo no hay que realizar investigación en física cuántica. El nuevo artículo es Hatim Salih, «From counterportation to local wormholes,» Quantum Science and Technology 8: 025016 (02 Mar 2023), doi: https://doi.org/10.1088/2058-9565/ac8ecd. Por desgracia, en la prensa hay quien no entiende nada del artículo: José Manuel Nieves, «Histórico avance hacia la construcción del primer agujero de gusano experimental del mundo», Ciencia, ABC, 17 mar 2023.

Nos cuenta Sara un artículo sobre aprendizaje automático (machine learning) y segmentación de imágenes de MRI (resonancia magnética) de esclerosis múltiple. El gran problema del entrenamiento de los modelos supervisados es la necesidad de tener datos de MRI anotados por un radiólogo; en general, estos datos escasos o difíciles de conseguir. En el nuevo artículo se propone usar un modelo preentrenado con pocas imágenes etiquetadas para que aprenda a etiquetar imágenes no etiquetadas; y luego se usan dichas imágenes etiquetadas de forma sintética para entrenar un modelo supervisado convencional. Sara nos dice que este modelo funciona bastante bien, al menos mejor que usar solo el primero.

En concreto se propone un marco de entrenamiento llamado autosupervisado-semisupervisado (SSL2); el aprendizaje autosupervisado aprovecha el conocimiento de grandes conjuntos de datos públicos de 3T (3 teslas) para abordar las limitaciones de un pequeño conjunto de datos objetivo de 7T (7 teslas); además, se combina con métodos semisupervisados de última generación. La estrategia de entrenamiento combinada autosupervisado y semisupervisado ofrece un buen rendimiento (mejor que el uso de cada uno por separado).

Sara comenta que pretende validar estos resultados para su TFM (trabajo fin de máster). El artículo es Jiacheng Wang, Hao Li, …, Ipek Oguz, «SSL²: Self-Supervised Learning meets Semi-Supervised Learning: Multiple Sclerosis Segmentation in 7T-MRI from large-scale 3T-MRI,» SPIE-MI 2023, arXiv:2303.05026 [cs.CV] (09 Mar 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.05026. El artículo ha sido aceptado en el congreso científico SPIE Medical Imaging 2023.

Nos comenta Gastón que la entropía en un sistema débilmente acoplado siempre es proporcional al volumen; sin embargo, en un sistema fuertemente acoplado puede ocurrir que no lo sea, por ejemplo, en un agujero negro acaba siendo proporcional al área. Para los agujeros negros también pasan cosas raras, como que el calor específico es negativo (cuando cae un objeto caliente a un agujero negro aumenta su masa y disminuye su temperatura). Encontrar modelos físicos simples que tengan las mismas propiedades termodinámicas de los agujeros negros es difícil, pero se está trabajando mucho en ello. Ahí se enmarca el último artículo de Juan Maldacena, que presenta un sistema físico análogo a un agujero negro que podría ser el modelo más sencillo que se puede imaginar con propiedades análogas a la termodinámica de los agujeros negros.

El modelo está inspirado en teoría de cuerdas (9+1), está constituido por bosones y fermiones de Majorana acoplados entre sí en un campo gravitacional. Los bosones X tienen un índice vectorial en SO(9) y uno espinorial en SU(N), o sea, X(I,a), con I = 1, 2, …, 9, y a = 1, 2, …, N²−1, estando acoplados por las constantes de estructura de SU(N), es decir, por el conmutador [X(I),X(J)], con una constante de acoplamiento λ. Los fermiones de Majorana ψ tienen un índice vectorial la representación real 16 de SO(9) y un índice espinorial SU(N), o sea, ψ(α,a), con α=1, 2, …, 16, y a = 1, 2, …, N²−1. La interacción entre ambos depende de una frecuencia ω y rompe la simetría SO(9) → SO(3)×SO(6). El sistema se estudia en el régimen de acoplamiento fuerte (N ≫ 1, ω ≪ T ≪ λ¹ᐟ³, N⁻⁵ᐟ⁹λ¹ᐟ³≪ T). La solución gravitacional es de tipo Schwarschild, pero en 10D, donde cada punto es una esfera de 8D, y con una carga asociada a la esfera 8D por la ley de Gauss. Lo sorprendente de esta solución tan «simple» es que permite calcular la entropía cuántica S = A/(4G) = C N² T⁹ᐟ⁵ / λ³ᐟ⁵, con C = 4¹³ᐟ⁵ 15²ᐟ⁵ (π/7)¹⁴ᐟ⁵.

El nuevo agujero negro cuántico «simple» de Maldacena equivale a 8 N² cúbits (por loas 16 N² fermiones de Majorana), pues los bosones están en un espacio de Hilbert infinito-dimensional (con excitaciones n ∼ λ¹ᐟ³/ω. Según Maldacena el número de cúbits para simular este agujero negro es similar a los que necesita el algoritmo de Shor para factorizar números; por ello, un ordenador cuántico capaz de romper las claves RSA también podrá simular estos agujeros negros. Sin lugar a dudas una curiosidad que dará mucho que hablar entre los expertos. El artículo es Juan Maldacena, «A simple quantum system that describes a black hole,» arXiv:2303.11534 [hep-th] (21 Mar 2023), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2303.11534.

Héctor deja Señales de los Oyentes para la semana próxima. Aunque destaca que Bruno Jiménez propone una pregunta #oyentesurgente: «¿para cuando una quedada de CB con café y pastitas?» Héctor contesta que ya veremos…

¡Qué disfrutes del podcast!



3 Comentarios

  1. Comenta Héctor, respecto al periodismo, si no sería mejor que los medios se mantuvieran de la suscripción de los lectores el vez de la publicidad. El tema es que eso ya ocurre y como estamos viendo, no mejora, pues los medios rápidamente se polarizan, ya que conforme van escorando a la derecha o izquierda aumentan la suscripción, al punto de que incluso inventar noticias no les penaliza, al contrario, mientras un anunciante no quiere ponerse en un medio poco creíble, un suscriptor no abandona pues le están diciendo lo que quiere oír.

  2. Hola, yo me he quedado con ganas de saber que le preguntaría Héctor a los presuntos alienigenas.

    Yo, ¿que ordenadores usan, clásicos, cuánticos, biológicos?
    Igual Avi Loeb lo sabe.
    No se para que esta el SETI, si ya tenemos a Loeb.

  3. Como siempre muy bueno.
    Aprovechando mi libertad de expresión, (que no es libertinaje), coincido parcialmente con Gastón. Uno no puede decir lo que quiera, ya que la responsabilidad esta intrínsecamente asociada a la libertad, pero Ojo!, la prohibición de manifestarse crea mas adeptos a la idea.
    Quizás para manifestarse habría que crear cierto parámetro que dependiera del índice de impacto que tenga el comunicador a la sociedad. Evidentemente Loeb tiene un gran impacto.
    Quizá entonces, tal vez, necesitaríamos un fiscalizador o inspector que pueda «ayudar» al comunicador a generar su idea de forma que no sea perjudicial.
    Quizá como ejemplo, en vez de decir «Omuamua es una nave interestelar», podríamos decir: «¿que debería tener Omuamua para ser una nave interestelar?» Entonces transformamos una afirmación científica sin base, en un texto de ficción con una limitada base científica, sin ningún prejuicio. Luego, si el lector se lo toma enserio y hace una doctrina mística con ello, ya es su responsabilidad.

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