Re: FORO-CIENCIA

La hipotética existencia de una nueva partícula fundamental, ¿la clave definitiva para revelar la materia oscura del universo?

Física


Recreación artística de la hipotética partícula. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)

La materia oscura es uno de los mayores enigmas de la ciencia moderna. Nadie sabe qué es, pero en cambio constituye la forma más abundante de materia en el universo, más aún que la materia normal que conocemos y de la que están hechos las estrellas, los planetas y los demás astros.
La materia oscura, que hasta ahora nunca ha sido detectada de modo directo y fehaciente, es invisible para las técnicas convencionales de observación actualmente usadas, delatando su presencia solo a través de la atracción gravitacional que ejerce sobre la materia visible. Sin la materia oscura manteniéndola unida, las estrellas más rápidas de nuestra galaxia y de otras se desperdigarían por todas direcciones. El equipo de James Bateman, de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, ha propuesto una nueva partícula fundamental que podría explicar por qué nadie ha conseguido detectar materia oscura. La moderna física de partículas nos proporciona algunas pistas sobre cómo podría ser la materia oscura, y la creencia mayoritaria en la comunidad científica es que las partículas de este tipo de materia deben tener una masa muy grande para lo que es una partícula fundamental. La masa de una de estas partículas de materia oscura sería comparable a la de un átomo pesado. Unas hipotéticas partículas de materia oscura más ligeras han venido siendo consideradas como menos probables por razones astrofísicas. Sin embargo, la nueva investigación identifica una “ventana” de la física previamente desconocida donde podrían existir (poseyendo unas determinadas características encajarían con lo permitido por los modelos teóricos aceptados) y aporta algunas conclusiones sorprendentes. La partícula propuesta tiene una masa de solo un 0,02 por ciento de la de un electrón. Si bien no interacciona con la luz, como así se requiere para la materia oscura, sí lo hace de forma sorprendentemente fuerte con la materia normal. En absoluto contraste con otras candidatas, ni siquiera puede penetrar en la atmósfera terrestre. La detección desde la superficie de la Tierra es pues casi imposible, de manera que los investigadores tienen previsto realizar búsquedas valiéndose de un experimento espacial planeado por el consorcio MAQRO, con el cual ya están trabajando. Una nanopartícula, suspendida en el espacio y expuesta directamente al flujo de materia oscura que se supone circula sutilmente por él, será arrastrada, y la vigilancia minuciosa de la posición de esta partícula revelará información sobre la naturaleza de la partícula de materia oscura, si es que existe.

Marte tuvo un océano tan extenso como el Atlántico

Astronomía


Esta ilustración muestra el aspecto que podría haber tenido Marte hace cuatro mil millones de años. El joven planeta Marte podría haber tenido suficiente agua como para cubrir completamente su superficie con una capa líquida de 140 metros de profundidad, pero lo más probable es que el líquido se acabase acumulando, formando un océano de casi la mitad del hemisferio norte de Marte, alcanzando en algunas regiones profundidades de más de 1,6 kilómetros. (Foto: ESO/M. Kornmesser)

Hace unos 4.000 millones de años, el planeta rojo tuvo suficiente agua como para cubrir toda su superficie con una capa líquida de 140 metros de profundidad, pero es más probable que el líquido se acabase acumulando, formando un océano que habría ocupado casi la mitad del hemisferio norte de Marte, alcanzando, en algunas regiones, profundidades superiores a 1,6 kilómetros.
"Nuestro estudio proporciona una estimación sólida de cuánta agua pudo tener Marte y cuánta se perdió en el espacio", afirma Gerónimo Villanueva, investigador del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA (EE UU) y autor principal del estudio, que publica esta semana Science. "Con este trabajo, podemos comprender mejor la historia del agua en Marte".
Los nuevos resultados muestran que el agua atmosférica de la región cercana a los polos fue enriquecida en un factor siete en relación con el agua de los océanos de la Tierra, lo que implica que el agua de los casquetes de hielo permanentes de Marte está enriquecida ocho veces más.
Para proporcionar un nivel tan alto de enriquecimiento, Marte debe haber perdido un volumen de agua 6,5 veces mayor que el de los casquetes polares actuales. El volumen del océano temprano de Marte debe haber sido, por lo menos, de 20 millones de kilómetros cúbicos.
Basándonos en la superficie de Marte hoy en día, una probable localización de esta agua sería las llanuras del norte, que durante mucho tiempo se han considerado un buen candidato debido al bajo nivel de la superficie. Un antiguo océano habría cubierto el 19% de la superficie del planeta. En comparación, el océano Atlántico ocupa el 17% de la superficie terrestre.
Para Michael Mumma, científico senior en Goddard y segundo autor del artículo, "Con Marte perdiendo tanta agua, es muy probable que el planeta fuese húmedo durante mucho más tiempo de lo que se pensaba anteriormente, sugiriendo que podría haber sido habitable a lo largo de un periodo mayor”.
Es posible que en algún momento este planeta tuviera incluso más agua, parte de la cual podría haber quedado almacenada bajo la superficie. Y es que los nuevos mapas revelan microclimas y cambios en el contenido de agua atmosférica a lo largo del tiempo, lo cual también podría ser útil en la continua búsqueda de agua subterránea.
La nueva estimación se basa en observaciones de dos formas ligeramente diferentes de agua en la atmósfera de Marte. Una es la más conocida del agua, compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno oxígeno, el H2O. La otra es el HDO, o agua semipesada, una variación natural en la que un átomo de hidrógeno es reemplazado por uno de sus isótopos: el deuterio. Como la forma deuterada es más pesada que el agua normal, no resulta tan fácil que se pierda en el espacio a través de la evaporación. Así, cuanto mayor sea la pérdida de agua del planeta, mayor proporción de HDO a H2O habrá en el agua restante. Los investigadores han diferenciado las firmas químicas de los dos tipos de agua utilizando el VLT (Very Large Telescope) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile, junto con los instrumentos del Observatorio W. M. Keck y el  Telescopio Infrarrojo de la NASA, en Hawaii.
Al comparar la proporción de HDO a H2O, los científicos han podido medir cuánto ha aumentado la proporción del primero, determinando así cuánta agua ha escapado al espacio. Esto permite, a su vez, estimar la cantidad de agua que pudo haber en el planeta rojo en épocas anteriores. Durante casi seis años terrestres –el equivalente a cerca de tres años marcianos– el equipo mapeó repetidamente la distribución de las dos moléculas, generando instantáneas globales de cada una, así como de su proporción. Aunque el Marte actual es prácticamente un desierto, los mapas han revelado cambios estacionales y microclimas. El equipo estaba especialmente interesado en regiones cercanas a los polos norte y sur, ya que los casquetes polares son el reservorio de agua conocido más grande del planeta. Se cree que el agua almacenada allí podría documentar la evolución de este líquido en el planeta desde el húmedo período Noeico, que terminó hace unos 3.700 millones de años, hasta el presente.

Fuente: ESO

Vídeo de la Nasa

Gracias amigo otroatletico por estos valiosos videos e información, yo tambien soy un pequeño aficionado al mundo de la ciencia y de los planetas, he estado munchos años viendo este tipo de documentales, videos y demas... las primeras noticias sobre los planetas nos las trayerón la Nasa y los americanos, yo soy creyente de este tipo de ciencia, pero munchas veces me pregunto que cuentan las cosas con una seguridad como si las estubieran viendo y dando unos detalles tan exactos que parece que el mecanismo del universo lo fueran fábricado ellos.

Cuando veo los documentales de los dinosarios, me quedo frio con la exactitud que lo cuentan todo, vamos como si lo estubieran viendo.
Tambien cuando hablan de galaxias lejos de nuestra via lactea a miles de años luz de aqui, sacan conclusiones tan exactas...

De todas formas gracias amigo por mostrar esta materia tan interesante.

Saludos

Consiguen modificar recuerdos en ratones dormidos

Neurología


Solo los ratones que recibieron la estimulación ligada a la activación de las células de lugar pasaron más tiempo en la localización codificada por esas células. (Foto: Fotolia)

La literatura científica ya había confirmado que durante las horas de descanso se afianza el aprendizaje motor. Sin embargo, hasta el momento ningún grupo de investigación había sido capaz de modificar los recuerdos a partir de los estímulos que se generan en el cerebro en el tiempo de sueño.
Ahora, científicos franceses de varias instituciones han demostrado que se pueden producir recuerdos artificiales durante el sueño a través de la excitación de las células de lugar, las neuronas del hipocampo, a través del método de la recompensa. Los resultados se publican en Nature Neuroscience.
El hipocampo, el principal constituyente del sustrato neuronal del mapa cognitivo, es el lugar donde en los momentos de reposo estas neuronas de lugar se activan para reproducir experiencias vividas durante la vigilia, ayudando a consolidar la memoria y la información adquirida en los animales.
Para los expertos, la reactivación de estas neuronas durante el sueño influye en la consolidación de la memoria espacial del medio ambiente en el que se encuentran. Sin embargo, mientras el animal está despierto, es imposible eliminar la relación entre la posición real y la descarga neuronal asociada. De hecho, la función de navegación de estas células de lugar se basa totalmente en esta correlación. El equipo liderado por Karim Benchenane, investigador en la Escuela Superior de Física y Química Industrial de París, estimuló a través de sistemas de recompensa las células de lugar. Estas, que codificaban un sitio en particular, se activaron en cinco ratones dormidos. Según los autores, las relaciones formadas artificialmente durante el sueño de los ratones entre una célula de lugar determinada y una recompensa conducen a un comportamiento concreto una vez que se despiertan.
Los sistemas de recompensa son centros en el sistema nervioso central que obedecen a estímulos específicos y naturales. Regulados por neurotransmisores, permiten que el individuo desarrolle conductas aprendidas que responden a hechos placenteros o de desagrado. En el caso de los ratones, los científicos observaron que solo los que recibieron la estimulación ligada a la activación de las células de lugar pasaron más tiempo en la localización codificada por esas células. Esto, según los expertos, sugiere que se había formado en el cerebro de los ratones una memoria artificial mientras dormían. “Los resultados apoyan la idea de la reactivación espacial durante el sueño al demostrar que las células de lugar codifican la misma información espacial durante el sueño”, afirman los expertos.
Los estudios previos han mostrado que la memoria puede ser artificialmente manipulada en ratones. Sin embargo, este es el primer estudio que muestra evidencias de que se puede hacer en ratones dormidos. No obstante, los autores subrayan que aún se desconoce si tal manipulación es posible en seres humanos dormidos.

Fuente: SINC

Los primeros pastores del norte de África llegaron hasta el sur del Lago Victoria

Paleontologia


La cría de ganado comenzó hace entre 8.000 y 9.500 años al norte de África. Ganado en Kenia. (Foto PNAS)

Los primeros pastores del norte de África viajaron con sus ganados más allá del Lago Victoria en su camino hacia el sur del continente. Hasta ahora se pensaba que esta zona había constituido el hábitat ideal para las moscas tse-tsé, que transmiten la tripanosomiasis o enfermedad del sueño, y esto habría supuesto una barrera infranqueable para personas y animales que en estas condiciones sufrirían una alta mortalidad. Sin embargo, ahora un análisis de los dientes fósiles de ganado de hace casi 2.000 años ofrece una nueva perspectiva, ya que revela que la dieta de estos animales estaba basada en abundantes pastos que no estarían infectados por la mosca, según publica la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). Es decir, el ecosistema que rodea al Lago Victoria hace miles de años era muy diferente al que se pensaba.
La investigación se ha llevado a cabo por tres autores de la Universidad de Utah (EE UU), la paleontóloga y doctoranda en biología, Kendra Chritz; el geoquímico Thure Cerling; y la investigadora peruana Esperanza Zagal, especialista en antropología y química. El análisis de isótopos estables de varios elementos químicos, que no se desintegran radiactivamente, permitió obtener una información muy precisa de 86 dientes fósiles que se encontraron hace tres décadas entre las cenizas de fuegos que habían servido para cocinar cerca de las cascadas Gogo Falls, al este del lago, en territorio keniata, y que se conservaban en el Museo Nacional de Kenia. Eran dientes de animales como ovejas, cabras, vacas, antílopes, cebras, hipopótamos o jabalíes de los que los investigadores apenas han tenido que tomar un miligramo de esmalte para realizar los análisis. Con eso fue suficiente para determinar que su dieta no estaba compuesta por árboles o arbustos, sino casi exclusivamente por hierba, tanto en el caso de los animales domésticos como en el de los salvajes. Además, las conclusiones de esta investigación concuerdan perfectamente con otros estudios sobre los sedimentos del lago, de manera que se refuerza la idea de que la mosca tse-tsé no estaba presente en estos parajes y, por lo tanto, no constituía una barrera para que los primeros pastores africanos pudieran avanzar hacia el sur por esta vía.
Dentro de una visión amplia, el hallazgo ayuda a entender buena parte de la historia humana en este continente, ya que la transición entre el modo de vida basado en la caza y la pesca y la llegada de la ganadería es determinante para aspectos esenciales como la aparición de las sociedades sedentarias. “La producción de alimentos llevó a a la sociedad humana moderna y cambió nuestra forma de vida, se construyeron ciudades y nacieron los sistemas políticos con un órgano de gobierno central", apunta Chritz. La cría de ganado comenzó hace entre 8.000 y 9.500 años en Egipto y la parte más oriental del desierto del Sahara, probablemente, porque la caza había pasado a ser un recurso insuficiente para vivir. En el este de África, la actual Kenia, aparecen los ganados hace unos 4.500 años, que más tarde se irán expandiendo hacia el sur hasta llegar a Sudáfrica hace unos 2.000 años. “Sabíamos que alcanzaron el sur de África, pero la pregunta era cuál había sido su ruta”, comenta Chritz. Los investigadores consideraban que las cercanías del Lago Victoria habían supuesto un obstáculo importante, específicamente porque un entorno húmedo y boscoso habría sido el ambiente propicio para la transmisión de la enfermedad del sueño. “Es muy difícil mantener ganado donde abunda la mosca tse-tsé”, apunta la investigadora, pero parece que cada vez más pruebas demuestran que ese supuesto ecosistema nunca existió en la época clave para la extensión de la ganadería hacia el sur. Hoy en día, el paisaje de la zona también es muy distinto al de hace unos pocos milenios, ya que, por una parte tiene muy poca hierba al ser un suelo muy explotado por la actividad ganadera, y por otra, presenta una gran espesura de árboles y arbustos debido a que el ser humano ha mermado la población de jirafas y elefantes.

Fuente  DiCYT

Eclipse Total de Sol: 20 de marzo. GLORIA retransmitirá, en directo, desde las Islas Feroe

Astronomía


Corona solar observada desde el Outback Australiano (Bob's Lookup, Queensland, Australia) el 14 de noviembre de 2012. Destaca la simetría de la corona debido a que el Sol estaba cerca del máximo de actividad que se produjo a finales del año 2014. La corona del eclipse del día 20 presentará una morfología similar. J.C. Casado, gloria-project.eu.)

Un equipo de astrónomos, situados en latitudes boreales -Islas Feroe- observarán y transmitirán, en directo, los detalles del próximo eclipse. Los expedicionarios forman parte del proyecto europeo GLORIA. Trasladar la emoción de la Ciencia y ayudar a la audiencia no especializada a comprenderla, es el principal compromiso de GLORIA.
¿Por qué los astrónomos de GLORIA han elegido un paraje tan aislado como localización para hacer esta retransmisión? Miquel Serra-Ricart, líder de la expedición señala que “este eclipse será muy difícil de observar, ya que sólo toca tierra en dos archipiélagos árticos, Feroe y Svalvard, y la totalidad tendrá una duración máxima de 2 minutos y 47 segundos. Además, la baja probabilidad de tener cielos completamente despejados, aporta una dosis extra de emoción”. Para elegir el lugar correcto, Serra-Ricart ha tenido en cuenta no sólo la visibilidad del eclipse, sino también la mayor probabilidad de que haya buenas condiciones atmosféricas, carreteras transitables y la seguridad de su equipo.
Ésta será la undécima expedición que el astrónomo del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) dirigirá para observar eclipses. La primera fue en 1998, al centro del Atlántico. “No hay dos eclipses iguales y siempre hay nuevos fenómenos que te sorprenden”. Miquel subraya dos características que añaden interés al evento cercano: el Sol se encuentra, ahora, cerca del máximo de actividad del actual ciclo, el 24 (los ciclos solares tienen una duración aproximada de 11 años), y la observación se hará en un lugar desde el que es posible contemplar auroras boreales. “La probabilidad es muy baja, pero podríamos presenciar un doble espectáculo en el momento de la totalidad del eclipse: la corona solar flanqueada por luces verdes aurorales, ¡un sueño!”.
Durante el eclipse del 20 de marzo, Europa vivirá un test de adaptación de su Red Eléctrica a eventos astronómicos que pueden generar fluctuaciones en el suministro eléctrico (desde 1999 no se producía un eclipse total de Sol de similares características en el continente; entonces, la energía solar suponía, en la UE, el 0,1% ENTSO-E). Si tenemos en cuenta que, para 2020, la Unión Europea y sus estados miembros se han comprometido a alcanzar una tasa del 20% de energías renovables sobre el consumo total en la zona, “el eclipse es una oportunidad para investigar el impacto de eventos de este tipo en la estabilidad de la red eléctrica. GLORIA recogerá datos medioambientales (temperatura, presión, intensidad luminosa y humedad) registrados desde Tórshavn, capital de las Islas Feroe,  que pondrá a disposición de los expertos. No volveremos a tener un eclipse total análogo, en Europa, hasta el año 2027”, adelanta Miquel Serra. A partir de los datos obtenidos, los escolares también podrán realizar actividades educativas. El acceso a estas actividades se realizará a través del portal de GLORIA y astroaula.net.
Desde la Europa Continental y Reino Unido, sólo podrá observarse la parcialidad alcanzando ocultaciones máximas del disco solar en las zonas más boreales (Irlanda, Escocia y Noruega) . En España, el disco solar llegará a ocultarse más del 50% alcanzando su máximo en la Comunidad Gallega.
GLObal Robotic telescopes Intelligent Array for e-Science (GLORIA) es un proyecto financiado por la Unión Europea en el Séptimo Programa Marco (FP7/2007-2012) bajo el acuerdo de subvención 283783. El proyecto está coordinado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). En él participan 13 socios (UPM, ASU-CAS, CSIC, CTU, FZU-CAS, IAC, INAF, SAO, UCD, UCH, UMA, UOX, UWAR) de ocho países (España, República Checa, Italia, Rusia, Irlanda, Reino Unido, Polonia y Chile).
El Centro de Estudios Marítimos de la Universidad de las Islas Feroe participará en la retransmisión. Tres centros de supercomputación españoles CETA-Ciemat (Centro Extremeño de Tecnologías Avanzadas), CSUC (Consorci de Serveis Universitaris de Catalunya) y el IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) colaboran en la distribución web del portal de la retransmisión (sky-live.tv).

Fuente: IAC

Diseñan un sistema inteligente de detección de intrusos que aprende pautas para alertar de los ciberataques

Computación


Investigador de la Universidad de Jaén realizando pruebas. (Foto: Fundación Descubre)

Investigadores de los grupos Sistemas Inteligentes y Minería de Datos (SiMiDat) de la Universidad de Jaén y Soft Computing y Sistemas de Información Inteligentes (SCI2S) de la Universidad de Granada, en España, han diseñado un sistema de detección de intrusiones para hacer frente a ciberataques. La herramienta se basa en técnicas de Inteligencia Computacional con las que aprende pautas que le permiten anticiparse a los intrusos que vulneran los mecanismos de seguridad de los sistemas de información.
Los dispositivos actuales de detección de intrusos en la red están limitados a la información con la que fueron entrenados y detectan sólo si hay ataque o no. Otros detectores incurren en falsos positivos. “No sólo consiste en identificar que el acceso es anómalo, sino que el sistema aprenda a detectarlos y responda ante ese ataque”, explica a la Fundación Descubre el responsable del proyecto Alberto Fernández, de la Universidad de Jaén.
Los ataques cibernéticos presentan características diferentes, por lo que métodos estadísticos sencillos no resultan efectivos para su detección. Por ello, los expertos han utilizado Inteligencia Computacional que permite el entrenamiento del sistema para que extraiga conclusiones fruto de su experiencia. “Aplicamos estas técnicas para intentar que la herramienta avance hasta una solución factible con técnicas sofisticadas parecidas a las reglas propias del aprendizaje humano”, detalla.
Para conseguir que el sistema “aprenda” los investigadores lo someten a una batería de pruebas en las que tiene que procesar 4 millones de ejemplos disponibles en repositorios de datos. Con los comportamientos correctos, la herramienta va extrayendo conclusiones y discriminando si se trata de un acceso normal o anómalo.
La novedad de este modelo, que los expertos describen en su trabajo ‘On the combination of genetic fuzzy systems and pairwise learning for improving detection rates on Intrusion Detection Systems’ publicado en la revista Expert Systems with Applications, es la utilización de sistemas difusos evolutivos basados en las leyes de la naturaleza. “En nuestro caso, aplicamos este patrón y el algoritmo aprende por sí mismo con los conjuntos de datos que le hemos dado como entrenamiento. Empieza aportando soluciones aleatorias y evoluciona hasta quedarse con las que mayor calidad aportan al objetivo de identificación. Es como la Teoría de la Evolución de Darwin, combinamos soluciones y van quedando las mejores adaptadas”, ejemplifica.
La ventaja de este enfoque es la utilización de etiquetas lingüísticas, que permite una mejor comprensión del conjunto de reglas con las que opera el sistema. “En lugar de utilizar valores numéricos utiliza conceptos del lenguaje humano. Por ejemplo, en lugar de alertar sobre el riesgo de que alguien está intentando atacar el sistema es 10, dice que existe un riesgo alto. Esto facilita la interpretación, porque se parece a los conceptos que utilizamos en nuestro día a día, donde en nuestras conversación no precisamos que la temperatura es de 30 grados, sino decimos que hace calor”, aclara.
Otra de las novedades es la utilización del esquema de aprendizaje denominado ‘Divide y vencerás’, que mejora la precisión cuando se producen ataques considerados raros.
En este modelo se dividen los datos etiquetados por parejas (actividad normal y cada tipo de ataque y, a su vez, todos los tipos de ataques entre sí) y se introducen en el sistema con lo que se aporta una solución para cada binomio y la respuesta final agrega la de cada miembro individual. “Es como el jurado de un concurso, cada persona elige un ganador y, al final, se toma una decisión conjunta. Así se traslada la responsabilidad de decidir a muchos puntos y cada punto o experto aborda una faceta, desgranando el problema. La decisión final integra la opinión de ese conjunto de expertos”.
Esto supone que los tipos de alarmas están más definidos, porque dan distintas respuestas ante las alertas, aportando más robustez al sistema.
Este enfoque ‘divide y vencerás’, combinado con la lógica difusa evolutiva, ha permitido a los investigadores diseñar un sistema que identifica correctamente todos los tipos de ataques, incluyendo las categorías de ataque raras y que utiliza unos términos interpretables para la comprensión humana.
Las políticas de seguridad de la información de sistemas y redes están diseñadas para mantener la integridad de  la confidencialidad y disponibilidad de los datos de sus usuarios de confianza. Sin embargo, los denominados ataques maliciosos analizan las vulnerabilidades de estos sistemas con el fin de obtener acceso no autorizado o comprometer la calidad del servicio.
Los expertos apuntan distintos tipos de ataques. Por un lado puede ocurrir un fallo del servicio, cuando se produce tanta cantidad de accesos denegados que al final saturan el sistema. Otras modalidades pasan por el escaneo de puertos para buscar vulnerabilidad en la red, adivinar la contraseña o intentar acceder como administrador, consiguiendo el control total del sistema.
Los investigadores continúan con este modelo, aún experimental, para trasladarlo al BigData, es decir, a la utilización de gran cantidad de datos con las herramientas capaces de analizarlos y procesarlos. “Si ahora trabajamos con un sistema de entrenamiento con 4 millones de ejemplos, la idea sería incrementar esa cifra y adaptar el modelo para hacerlo escalable mediante su ejecución paralela sobre un conjunto de ordenadores para dividir el trabajo entre todos ellos”, adelanta.

Fuente: Fundación Descubre