El refranyer català i la durada del dia al desembre

És prou conegut el següent refrany:
"Per Santa Llúcia un pas de puça; per Nadal un pas de pardal, per Any Nou
un pas de bou, i per Reis mitja hora creix".
Ara bé, com es mesura un pas de puça, un de pardal o un de bou?
D’entrada ja sabem que Sta. Llúcia és el dia 13, Nadal el 25 i Any Nou l‘1 de
gener. Ara mirarem a quines hores surt i es pon el sol aquests dies, les
diferències en minuts en que s’allarga el dia al matí i a la tarda respecte del dia
anterior, la durada total del dia i la comparació entre durades totals, respecte
del dia més curt.

Dia          Sol           Matí      Sol es         Tarda       Durada      Durada
               surt                         pon                         del dia       comparativa
1/12         7h 57m                  17h 28m                     9h 31m          
13            8 08         +11m     17 27(1)      -1m           9 19                -2m
15            8 10         +13        17 28            0            9 18                -1m
21/22       8 13         +16        17 30          +2            9 17(2)            -0m
25            8 15         +18        17 32          +4            9 17(3)            -0m                                           31            8 17         +20        17 36          +8            9 19(4)           +2m   
10/01       8 17(5)      +20        17 46         +18           9 29               +16m


Quina informació podem extreure d’aquesta taula?
1 – A partir del dia 13, Sta. Llúcia, el Sol es comença a posar més tard, a les
   17h27m, encara que al matí continua surtin més tard, o sigui que fins al dia
   21/22 la tarda és 3 minuts més llarga, encara que el dia s’escurça 2 minuts
   perquè al matí el Sol ha sortit 5 m més tard. O sigui que el pas de puça seria
   de 2 minuts en negatiu, ja que el dia encara s’escurça.
2 – És el solstici d’hivern, el dia més curt de l’any, per qüestió de segons tan
   sols, cau entre els dies 21 i 22 i dura només 9 h i 17 m.
3 – El dia 25 el pas de pardal ha permès guanyar al dia uns quants segons,
   doncs dura igual que el dia 21/22, 9h 17m
4 – El dia de Cap d’Any tenim guanyat un pas de bou, que venen a ser uns 2
   minuts
5 – Fins el dia 8 de Gener el Sol continua sortint més tard, per pocs segons. De
   fet entre el dia 30 de Desembre i el 10 de Gener està dintre del mateix minut.
6 – La mitja hora que es diu que creix per Reis, és de pagès, doncs ben mirat
   només són uns 12 minutets, de fet s’ha allargat fins a 16 m per la tarda, però
   ha perdut 4 al matí.
Resumint: pas de puça = -2 minuts
“ “ pardal = uns segons
“ “ bou = +2 minuts
Nota: Els temps estan en hora oficials per les coordenades de Girona 

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 157 del gener 2013

La pólvora i el seu ús. Els molins polvorers a Banyoles

Degut a la facilitat de tenir aigua, la vila de Banyoles va tenir accès a la indústria i, en particular, a la que estava lligada a la presència de molins moguts per la força de la pròpia aigua. Així des de ben antic va disposar de diversos tipus de molins, ja fossin de moldre gra o fariners, com bataners, d'afinar cànem, de retòrcer fil, paperers o de pólvora, així com de una farga d'aram. En quant als molins de pólvora, al document de la Concòrdia sobre les Aigües de l'Estany, se'n destaquen quatre al 1685. Però ja feia segles que es coneixia aquest material, la pólvora.

Trobem escrit que fou descoberta pels xinesos entre els segles VI i X, es va utilitzar per primer cop amb finalitats militars cap a finals del mateix segle X. Possiblement abans encara no s’havia descobert aquesta aplicació bèl·lica i només s'emprava per fer soroll, quan explotava, o en algun tipus de foc artificial. Al llibre Wu ching tsung, de l’any 1044, es troba descrita la fórmula més antiga que es coneix per fabricar coets amb canyes de bambú. Com en molts altres invents, potser va ser una qüestió de serendipitat la que va propiciar la seva descoberta, és a dir, la pura casualitat.

A Europa, al segle XIII, apareix la primera documentació que en parla. Així, Roger Bacon (1214-1294) la descriu en el llibre Opus Maius, a l'apartat dedicat a les ciències experimentals, en el qual parla del procés d’obtenció i purificació del salnitre (el component principal de la pólvora), com si ell en fos l'inventor, tot i que segurament en va obtenir la fórmula de les traduccions llatines de llibres en àrab. Altres atribueixen l'invent a l’alemany Berchtold Schwart, encara que potser només en va perfeccionar l’aplicació a l’armament de foc, l’any 1378. De totes maneres hi ha documents que descriuen dos fets bèl·lics, dels anys 1331 i 1342, entre musulmans i cristians a Alacant i Algesires on van utilitzar, amb tota probabilitat, armament de pólvora¹.

No se sap amb certesa si el coneixement de la pólvora va arribar a Europa per via dels àrabs o si va venir per contactes directes amb els xinesos mitjançant el rei Jaume I. Aquest, en el Llibre dels Fets parla d'una ambaixada enviada al Gran Kha amb Jacme Alaric, quan de tornada a la cort amb dos ambaixadors mongols, el 1269, i rebuts a Perpinyà. No podria ser que mitjançat aquests dos tàrtars hagués arribat informació de com preparar la pólvora a Catalunya? De fet, la substància fonamental per produir-la és el salnitre, el nitrat de potassi, i a les nostres terres n'hi ha amb escreix a les coves del Salnitre, a Collbató, en el massís de Montserrat, que han estat explotades des de fa segles i conegudes per l'home des del neocè. En concret, tenim coneixement que ja a partir del segle XIII s’aprofitava el salnitre de les coves del Ratpenat, de Collbató. 

Capitells del monestir de Ripoll, en què hi ha representats dos xinesos. Es troba documentat que foren precisament els xinesos els qui descobriren la pólvora entre els segles VI i X

Llegint la crònica sarraïna Kitab Ta'rih Mayurqa, escrita per Ibn'Amira Al-Mahzumi, que va presenciar els fets, trobarem la descripció de l'enderrocament del mur per on va entrar l'armada catalana a la ciutat de Mallorca (1229). El text diu: «Després ordenà calar foc al fustam que hi havia davall la murada i en aquell mateix instant aparegué el senyal vertader de la seva existència i, de l'interior de la terra, brostà volant el llampec, i tot el que estava entorn seu s'obscurí amb gran lluentor. Al punt, la murada va caure i juntament amb tres de les torres, i es llançaren els rüm (cristians) al combat, i els seus soldats, com ones esveradores, avançaven». Sembla que descriu una explosió en tota regla, amb la llum i les restes enfosquides que deixa ², encara que les dates siguin prèvies a la trobada de Perpinyà.

El primer element necessari per preparar la pólvora és el salnitre, el segon és el sofre -que s'obté de zones volcàniques, com la Garrotxa i Sicília (aquesta també en mans catalanes)- i finalment el tercer és el carbó vegetal, molt més fàcil d'obtenir. Cal dir que a Múrcia també existien unes mines de salnitre, però en aquell temps estaven en mans del rei musulmà de Granada. A banda dels tres element bàsics, en aquells temps, també teníem bons alquimistes, com Ramon Llull (1212-1316) i Arnau de Vilanova (1240-1311). Teníem, doncs, tots els components necessaris per poder pensar que el primer indret d'Europa on es va produir pólvora va ser el nostre país, Catalunya.

La preparació de la pólvora és molt característica de cada artesà, de la seva experiència, de la finalitat a la qual es vulgui destinar -ja sigui per disparar un fusell o per fer esclatar una mina- i de les qualitats dels seus ingredients. Normalment, la fórmula consisteix a barrejar nou parts de salnitre, una i mitja de sofre i dues de carbó, amb preferència el de salze. Després ja entra en joc l'experiència i la cura del preparador per tal d'aconseguir la major perfecció possible, fins i tot en la seva mòlta, per obtenir una o altra grandària de gra, ja que la finor és un valor molt important.

El procediment d'elaboració consistia a barrejar els tres components en un morter i batre'ls amb una mà de morter. S'humitejava la pols amb aigua o amb vinagre i la durada de l'operació de batre (que podia durar fins a sis hores) era a gust del polvorista o mestre polvorer. Més endavant, cap al segle XVII, van aparèixer els primers molins de pólvora. Llavors, el mètode va variar una mica: primer sobre una solució de salnitre s'anava tirant el sofre i el carbó barrejats, després s'escalfava per evaporar l'aigua i posteriorment es portava a les moles del molí ³.

Aparell per mesurar la força explosiva de la pólvora de

manufactura catalana, del Museu Etnogràfic de Ripoll

(s. XVIII)

Per mesurar la força explosiva d'una pólvora es feia servir un enginyós aparell, «una especie de pistola de pedernal que en vez de cañón tenía un pequeño recipiente vertical destinado a contener la pólvora a probar. Dicho recipiente iba provisto de una tapa movible acoplada a una rueda dentada y graduada que un muelle mantenia apretada, cerrando su boca. Al efectuar el disparo explotaba la pólvora del recipiente obligando a levantar la tapa, y según su fuerza la rueda dentada recorría mas o menos dientes graduados», tal com descriu el mateix Eudald Graells.

A partir del segle XVI, el consum de pólvora a les guerres va augmentar. Cada tret de canó podia consumir 2 kg de pólvora ⁴. El 1635 es pagava a 17 lliures el quintar, o sia 41 kg dels actuals. A causa d’aquesta nova situació se’n va haver d’industrialitzar la producció i van començar a aparèixer els primers molins polvorers.

Dibuix del molins que hi havia en funcionament l'any 1779, entre els quals se'n troben alguns que havien funcionat antigament com a polvorers.

Còpia del plànol original de Mn. Lluís G. Constans.

L'abat Antoni de Cartellà, antic monjo almoiner de Ripoll i rector del col·legi benedictí de Lleida abans de venir al monestir de Banyoles, va morir l'any 1622 mentre estava al llit, perquè li van posar una càrrega de pólvora al pis de sota i la van fer explotar, tal com relata en Xavier Montsalvatje en el llibre Monasterios de la Diócesis Gerundense, de 1904: «Murió el día 24 de Abril del año 1622, de una manera trágica, pues los monjes Fr. Jerónimo Cerrauta, capiscol, y los hermanos Fr. Luis Descall, sacristán, y Fr. Pedro Antonio Descall, enfermero, colocaron un barril de pólvora debajo de la habitación en que dormía el mencionado Abad, la que volaron, muriendo éste entre sus escombros.» Probablement, en aquell any ja existia un molí polvorer a Banyoles, que el controlava el monestir, des d'on es va agafar la pólvora utilitzada per a aquesta ocasió. Més endavant, en el document de la Concòrdia sobre les Aigües de l'Estany del 3 de juny de 1685 ja s'anomenen quatre diferents molins polvorers a la nostra vila d'un total de dinou molins esmentats en els censos i usos sobre les aigües dels recs: «[...] Situat en lo rech de la Riera Vella [...] situat en dit Rech devant del qual dit (Guillem) Buada ne posseheix altre de polvorer axi be en dit Rech lo Moli polvorer den Verdaguer de Sant Gregori situat en dit Rech, lo moli polvorer den Narcis Cabanellas situat en lo mateix Rech [...] i en lo Rech Major [...] altre Moli Polvorer que buy posseheix Llorens Ferrer que antes fou Pera Seca [...]». A finals del segle XVIII ja no quedava cap molí polvorer en funcionament, segons consta en un informe redactat per l'Ajuntament de Banyoles el 15 d'agost de 1777 ⁵. Llavors, un cop passat el moment puntual del negoci, els molins van tornar a ser de nou fariners.

De totes maneres, el consum de pólvora a Banyoles es va seguir produint, i no sempre per motius bèl·lics, ja que hi ha havia un altre gran consumidor d'aquest producte: els focs artificials.

____________________________________________________________________________________

1 PÉREZ MEDINA, T. Història i tecnologia del molí de la pólvora. Petreraldia.com

2 Fundació d'Estudis Històrics de Catalunya. Memòria Històrica. Catalunya Medieval. www.histocat.cat

3 GRAELLS, Eudald. «La Fàbrica de la Pólvora de Ripoll». Revista de Girona, núm. 22 (1963)

4 GÜELL, Manel. «Notes sobre la pólvora a Catalunya». A Carn¡ - Publicació electrònica d'Història Militar Catalana. Any 5 II època setembre 2010, pàg. 6

5 - ABELLAN, J. A. «Banyoles i els molins de pólvora». Les Garrotxes, núm. 3 (abril de 2009)

Article publicat a la Revista El Pla de l'Estany, editada pel Consell Comarcal, al seu nº 72 del novembre 2012

Júpiter

Tothom ha vist el planeta Júpiter al cel de nit, potser sense saber-ho, doncs és un dels punts, amb el planeta Venus que més brilla a les nits, però aquest sempre es veu més a la sortida o a la posta del Sol, doncs al ser un planeta interior, o sigui entre la Terra i el Sol, sempre es troba a prop d'ell, a poca distància, real i en el propi cel. Per contra Júpiter, segons en quin punt de l'òrbita es trobi es pot veure tranquil·lament a mitja nit, o sigui, ben lluny del Sol.

Júpiter té el 90% de la massa de tots els planetes del Sistema Solar, sense comptar el Sol. Gràcies a això atreu molts dels cossos que vaguen pel cel i els captura, fent-los caure a la seva superfície. D'alguna forma això a contribuït a evitar que aquests cometes o asteroides xoquessin contra la Terra i ens canviessin la vida. En volum és 1.300 cops més gran que la Terra i més gran que tota la resta de planetes junts. Si tingués deu vegades més massa hagués sigut una estrella.

Comparativa real de mides

entre Júpiter i la Terra

Aquesta és la seva primera característica, la grandària. La segona seria que posseeix quatre satèl·lits que són visibles per nosaltres amb uns petits prismàtics. Són els quatre que va veure per primer cop en Galileu al 1610 des de Pisa, són Ganímedes, Calisto, Io i Europa i, sent el primer més gran que el propi planeta Mercuri. En total se li han reconegut una seixantena de satèl·lits donant-li voltes, encara que alguns siguin realment petits.

Altre fet destacable és que dóna una volta sobre sí mateix en 10 hores, el que seria el dia jovià. Per cert, el seu nom prové del principal déu romà i també ha donat nom al dia de la setmana que diem dijous, com altres planetes a altres dies. 

En l'ordre dels planetes situats al voltant del Sol, es troba en el cinquè lloc. Curiosament, entre Mart i ell, es troba el cinturó d'asteroides, lloc on segurament es va intentar formar un altre planeta però la força gravitatòria del propi Júpiter el va esmicolar abans de deixar-lo créixer, deixant soltes les roques que l'havien de formar.

Observat amb un bon telescopi se li poden apreciar dues franges equatorials, la nord i la sud, que són corrents de vent a velocitats de l'ordre dels 300 km/h. També destaca l'anomenada Gran Taca Vermella que és una gran tempesta amb vents superiors als 400 km/h que es manté estable sobre la seva superfície. Aquesta taca té una mida equivalent al diàmetre de dues Terres.

Es considerat un planeta gasós, amb una atmosfera gasosa d'hidrogen i heli (90/10), tòxica per a nosaltres, amb un sòl d'hidrogen líquid i, se suposa, que amb una petita part interna rocallosa, de ferro i silicats.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 156 del desembre 2012

L'Univers

La definició, segons el diccionari, d'univers és la del “Conjunt de tot allò que existeix”. En temps dels grecs la terra era plana i es trobava envoltada d'esferes on es trobaven els planetes i les estrelles. La terra es trobava al centre de l'univers i tot girava al seu voltant. Amb aquesta idea es va romandre fins arribar a Copèrnic, Galileu i Newton ja als segles XVI-XVII en que es va canviar el concepte, provocant una veritable revolució científica.

L'astrònom polac va situar la terra donant voltes al sol i aquest com centre del sistema solar, que en Galileu confirmà. D'altre banda el físic anglès va crear una nova forma de fer càlculs amb la física i va crear el que anomenem Física Clàssica, on apareix per primer cop el concepte de gravetat i on l'espai i el temps són unitats absolutes i tot es pot calcular i determinar amb exactitud si es coneixen totes les variables necessàries.

Així fins a primers del segle XX on Einstein i Planck van donar un pas endavant, fent la segona revolució científica, amb la Teoria de la Relativitat el primer i amb la Quàntica el segon i van trencar el motlle de la mecànica clàssica. Amb la Relativitat, l'espai i el temps ja no eren absoluts, sinó relatius, i es podien deformar en funció de la massa i de la velocitat de la llum.

Amb la Quàntica el canvi encara va ser major. Ja res era fixe ni tampoc es sabia on estava, només es coneixia la possibilitat de que estigués en un cert lloc en un cert moment, res més, era la famosa funció d'ona definida per Schroedinger. El fet de que una cosa passés era només una probabilitat i no es definia un resultat fins que s'experimentava i s'obtenia una mesura.

Multiversos

Però aquí no acaba la cosa, com que amb les matemàtiques que s'apliqueven a la quàntica totes les coses podien succeir i tenien la seva probabilitat de que succeïssin i tot era possible matemàticament, va sorgir l'opció de que allò que en el nostre Univers no hagués ocorregut, passés en un altre. Així va néixer la teoria dels múltiples universos o dels multiversos o de los “muchos mundos”, hipòtesi desenvolupada per Hugh Everett, a mitjans dels anys 1950, tot buscant una alternativa a la teoria de la gran unificació i la teoria de cordes amb les seves múltiples dimensions.

No us heu trobat mai en la situació d'estar entre mig de dos miralls i veure com qualsevol moviment que féssiu es reproduïa de forma infinita dins del reflex inacabable dels miralls?

No podria ser que una cosa que observem que passa aquí, potser no ha succeït en un altre univers i que siguin universos diferents, o paral·lels, cadascun amb el seu passat i el seu futur?.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 155 del novembre 2012

Tempestes solars

D’alguna forma podem dir que són bastants semblants a les tempestes terrestres però a una escala molt més forta. Pensem que en el nucli de la nostra estrella, quan es crema 1g d’hidrogen per a convertir-se en heli, només s’obtenen 0,993 g d’aquest darrer, el 0,7% de massa que falta s’ha transformat en energia segons la famosa fórmula d’Einstein, el que significa que s’han produït 50.000 kWh d’energia. I es cremen 4 tones d’hidrogen cada segon.

En aquesta reacció, a més de l’heli, es produeixen altres partícules com neutrins i positrons i l’energia es dissipa en forma de raigs gamma, o sigui fotons molt energètics i a gran velocitat.

Aquesta energia que s’ha generat en el centre del Sol intenta sortir cap a l’exterior i quan hi arriba a la seva superfície, ho fa com si fos una bombolla que explota i origina l’activitat que podem observar si anem ben equipats amb instruments protegits. Majoritàriament es poden veure taques negres a la seva superfície, degut a la diferència de temperatura entre la part que ja hi era i la que acaba de néixer. També es poden observar en les seves vores expulsions de matèria coronal, que formen com una mena de bucles que surten del Sol i que normalment tornen a caure cap a ell.

Excepcionalment la potència d’aquestes ejeccions fa que part d’ella s’escapi de l’atracció gravitatòria del propi Sol i escapi de l’estrella, marxant cap a l’espai exterior. Quan es dóna la circumstància de que en aquella direcció es troba la Terra, es quan nosaltres notem els efectes de la tempesta solar.

Una tempesta solar i com ens protegeix la magnetosfera

Els efectes més vistosos es produeixen amb les aurores, on les partícules energètiques que han viatjat amb el vent solar produït per la tempesta entren en contacte amb la magnestosfera, la capa magnètica que envolta i defensa el nostre planeta, i produeixen aquestes magnífiques coloracions al cel. Un segon efecte més perniciós són les interferències en les comunicacions entre satèl·lits, com la del 1994 i apagades generals de llum, com l’ocorreguda al Canadà al 1989.

Les aurores estan documentades des del segle V ac tal com va descriure en Plutarc i més tard Aristòtil al seu llibre “Meteorologia” de l’any 330 ac. Igualment existeixen registres xinesos, coreans i japonesos des del segle VII ac. Però la tempesta solar més important documentada va ser al descrita per Richard C. Carrington, astrònom aficionat anglès, que estava dibuixant les taques de la superfície solar al 1859 quan es va produir una gran erupció solar que a l’endemà va produir una gran aurora que es va veure per tota Amèrica del Nord fins a Panamà i va inutilitzar els pocs enginys telegràfics que hi havia en aquell moment.

Un tercer perill de les tempestes solars, que encara que no ens afecta a nosaltres directament, sí que posa en perill les vides dels astronautes que surten de la protecció que ofereix el camp magnètic de la Terra, com seria el cas de les expedicions que van arribar fins a la Lluna.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 154 de l'octubre 2012

Les grans extincions

S'entén per Extinció Massiva aquella en la qual desapareixen un gran nombre de les espècies que habiten el planeta, entre un 50 i un 90%, degut a problemes de depredació, falta d'aliment o habitat o incapacitat d'adaptar-se als canvis que es produeixen en el mateix planeta. Un altre punt a tenir en compte és que les extincions no són instantànies, les condicions desfavorables poden durar milions d'anys.

El 90% del total d'espècies que han viscut al planeta ja estan extingides. La taxa de desaparició és contínua, però no és estable, és a dir, que les massives és més ràpida i poden extingir-se moltes més espècies. Les causes també poden ser diverses i produïdes tan per elements interns del planeta, com explosions volcàniques amb els canvis climàtics conseqüents o per causes externes com xocs de meteorits o cometes. També les explosions d'estrelles supernoves prou properes com per afectar-nos en les seves explosions poden ser una altra causa externa.

Està clar que les extincions són fatals per la major part dels organismes vius en aquells moments, però per altre banda obren les portes a l'evolució i a l'aparició de nous éssers amb noves capacitats adaptatives. Segurament sense aquestes extincions en cadena no hagués tingut èxit l'aparició i adaptació dels primats a la part alta de la cadena vital, això vol dir que si els dinosaures no haguessin estat extingits no haguessin prosperat els mamífers com nosaltres.

La primera va succeir en un planeta encara sense oxigen i on només hi vivien cèl·lules que s'alimentaven dels compostos orgànics que trobaven en el medi, eren com depredadors en la recerca continua d'una presa. Tan que les fonts alimentàries no van arribar a ser suficients per a poder nodrir totes les cèl·lules i la major part d'elles van morir. Només es van salvar les que van aconseguir fer un salt evolutiu per poder sobreviure. Estem parlant de fa uns dos mil milions d'anys.

En quan a la segona extinció va ocórrer per una glaciació massiva del planeta, degut a la pròpia evolució que va permetre canviar l'anhídrid carbònic de l'atmosfera per l'oxigen generat pels organismes capaços de produir la fotosíntesi, els cianobacteris. Aquest canvi va provocar que a nivell de l'equador terrestre hi hagués una capa de gel de mil metres de gruix i tota l'aigua quedés atrapada en forma de gel sòlid, no hi havia aigua líquida.

Les següents extincions massives van ser produïdes per algunes de les causes citades abans. El que queda per confirmar avui en dia, és si ja s'ha iniciat la sisena extinció massiva, la que va començar fa 200.000 anys quan l'Homo Sapiens va sortir de l'Àfrica i va començar un nou cicle evolutiu. Serem capaços de sobreviure a la pol·lució, la sobrepesca o la tala de boscos que en 100 anys hauran extingit el 50% de les espècies amb vida actualment?

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 153 del setembre 2012

Distàncies

En el nostre entorn les distàncies les mesurem en les unitats que ens són més pràctiques. Algunes ho fem en metres, però si la cosa a mesurar és més petita passem a fer-ho en centímetres o mil·límetres.

Pel contrari quan pugem la grandària de l'objecte a mesurar, normalment parlem de quilòmetres. Dins del nostre planeta els valors màxims no passen del milers de quilòmetres, com la circumferència del mateix, 40.000 km.

Ara, quan entrem en distàncies superiors, com la que hi ha entre la Terra i la Lluna, encara es pot parlar en quilòmetres, doncs ens trobem dintre de les sis xifres, 360.000 km. Però quan volem parlar de la distància al Sol, ja comencem a tenir problemes de zeros, doncs parlem de 150.000.000 km.

Així que dins del món de l'Astronomia es busca treballar amb unitats més petites, de tal forma que la distància entre la Terra i el Sol es defineix com una Unitat Astronòmica (UA). Així el planeta Mercuri es troba a 0,4 UA del Sol, Saturn a 9,5 UA i Neptú a 30 UA. Els cosos més allunyats es troben a 100.000 UA, estem parlant dels cossos que circulen pel Núvol d'Oort, a l'extraradi del Sistema Solar.

Però clar, això és dintre del Sistema Solar, quan busquem el següent cos a l'espai ja tenim que anar a trobar una estrella, en aquest cas la més propera és Alfa-Centauri, la més brillant de la constel·lació del Centaure que es troba a 266.000 UA. Ja tornem a tenim masses zeros.

Distàncies en l'univers

El següent pas va ser utilitzar la velocitat de la llum com referència, per tant, si comptem quant de temps està viatjant la llum des d'Alfa-Centauri fins als nostres ulls ens sortirà una xifra al voltant de 4,2 anys-llum (a.l.). A partir d'aquí ja saltem a la màxima distància, la grandària de l'Univers i ens anem fins als 13.700 milions d'anys llums.

De totes formes els astrònoms tenen encara una altre forma de mesurar distàncies, en parsecs, que significa "paral·laxi d'un arc de segon", que utilitza la trigonometria per al seu càlcul. Un parsec equival a 3,26 a.l.. que en km seria un 3 seguit de 16 zeros. Una xifra astronòmica.!!

Ara bé, els anys-llum també ens serveixen per a mesurar el temps. D'igual manera quan observem la lluna, no la veiem tal com és en aquell precís moment, sinó com era fa un 1,2 segons, doncs la llum que ens arriba ha trigat en viatjar des d'enllà aquest temps, que és el que necessita per fer-ho a la seva velocitat de prop de 300.000 km/s.

Si parlem del Sol el temps que triga en arribar-nos la seva llum ja puja una mica més, ara ja necessita 8m 20s, doncs es troba a uns 150 milions de quilòmetres de distància. 

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 152 de l'agost 2012 

L'Homo Sapiens i l'energia

Més o menys tots entenem el concepte d’energia, que és una magnitud física en la que podem expressar conceptes com el treball útil que fem o la quantitat de calor que generem fent alguna feina. En el Sistema Internacional es mesura en joules, però també es podria expressar en quilowatt-hora o en electró-volts, segons lo gran o petit que sigui el rang de l’energia que volem donar a conèixer.

Una forma antiga de parlar de potència era la de Cavall de Vapor, tot fent relació entre aquest animal i la seva potència. En física la potència és l’energia produïda per unitat de temps. Però per milers d’anys la capacitat de l’home per desenvolupar la seva potència només es basava en les seves pròpies mans i aquestes no li donaven més que un vuitè de cavall de vapor. Això va ser va així fins fa un cent mil anys quan va començar a desenvolupar eines manuals.

En aquests moments amb la construcció de llances, ganivets i macetes va aconseguir millorar la força dels seus braços, punys i barres. Va poder matar animals més grossos i menjar-los millor, aprofitar-los més bé. Ara ja era capaç de generar un quart de cavall de vapor, havia duplicat la seva capacitat de produir energia.

Amb el final de l’era glacial i, posteriorment, el sedentarisme i la domesticació d’animals, la producció d’energia va assolir els nivells d’un cavall de vapor, ja que utilitzava aquests animals, cavalls i bous, com eines per a fer el treball.

L’etapa següent per incrementar la disponibilitat d’energia es va produir quan la seva societat va entrar en una etapa esclavista. Això significava que una persona era capaç d’utilitzar centenars d’esclaus per a fer una feina i obtenir així més energia de cop. Però aquesta no era la forma de treballar de l’homo sapiens medi, aquest seguia disposant només de la seva pròpia capacitat individual o de la del seu propi cavall o bou, si en tenia.

No va ser fins a la Revolució industrial amb el descobriment de les lleis de la gravetat per part d’en Newton, que es va avançar en el sentit de poder crear màquines que aportessin més potència. Al segle XIX van sorgir les primeres màquines propulsades amb vapor, com ferrocarrils i vaixells, amb el qual la potència mitja per cada homo sapiens va pujar a l’escala de desenes o centenars de cavalls de vapor.

A finals del segle XIX va sorgir el descobriment de la força electromagnètica, o sigui l’electricitat, que va representar un gran salt des del punt de vista energètic. I ara fa 50 anys amb el descobriment de la força nuclear, aquesta capacitat s’ha ampliat encara més, quasi per un factor d’un milió, que és el que proporcionen les reaccions nuclears de fissió i fusió dels àtoms, o més simplement reaccions atòmiques.

Per passar del vuitè de cavall al cavall han calgut milers d'anys i d'aquest als milions de cavalls només 200 anys. Fa pensar.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 151 del juliol 2012

Asteroides

Es defineixen com cossos de roca i metalls que circulen pel cinturó d'asteroides que es troba entre les òrbites de Mart i Júpiter. Segurament haguessin tingut que formar un nou planeta en aquesta posició, però l'estrebada gravitatòria del planeta Júpiter ho va impedir i les roques que l'havien de formar no es van poder acabar d'ajuntar d'una forma estable.

En qualsevol cas, la quantitat d'asteroides circulant per aquesta zona és de l'ordre de 300.000 unitats, sent el més gran d'ells Ceres, de prop de 950 km de diàmetre i que està classificat com un planeta nan. El segon és Pal·les, de 530 km, també de forma esfèrica i el tercer Juno de 250 km.

Meteor Crater-Arizona

Desafortunadament per nosaltres no sempre tenen la seva òrbita estable, doncs es produeixen freqüents xocs entre ells i poden canviar de trajectòria i entrar en conflicte amb el nostre planeta. Així, per tal d'evitar possibles riscos, existeix la xarxa NEA (Near Earth Asteroids, que traduït vol dir Asteroides Propers a la Terra), que va crear la NASA al 1995 i que segueix de forma permanent de l'ordre de 1.300 cossos que potencialment poden presentar un risc d'impacte contra la Terra.

Penseu que cada dia cauen a sobre del planeta més de 100 tones de pols i granets de sorra provinent de l'espai, que normalment veiem com meteors o estels fugaços, quan es cremen a l'entrar dins l'atmosfera i trobar la resistència de l'aire. Segons la NASA existeix el risc de que cada 100 anys ens caigui a sobre una roca de 50 m de diàmetre.

Tenint en compte que l'asteroide que va impacte a Tunguska (Sibèria) l'any 1908 tenia uns 80 m de diàmetre va devastar una superfície com tota Catalunya i Aragó junt quan va explotar a uns 8 km d'alçada del terra. Encara que per gran el que va produir la sisena extinció massiva, la dels dinosaures, fa 65 milions d'any i que s'estima que mesurava uns 10 km de diàmetre.

Podeu buscar més informació sobre el cràter Barringer, conegut com el Meteor Crater d'Arizona (veure foto), un meteorit de quasi 50 m que va impactar contra el terra i va deixar un forat de quasi 1,6 km de diàmetre i 160 m de fondària, ara fa uns 50.000 anys. Altres cràters destacables són el Vredefort a Sudàfrica de 300 km de diàmetre o el de Sudbury a Ontario (Canadà) de 65 km de diàmetre. A Catalunya hi ha cinc oficialment acceptats com caiguts per la Meteoritical Society, un d'ells de 148 g a Girona al 1899 i un altre a Les Preses al 1891.

Per altre banda la NASA ha enviat i ho continua fent diverses missions per conèixer millor la seva composició com la NEAR, la DAWN que visitarà Vesta i Ceres entre 2011 i 2015 o l'HAYABUSA del Japó que va agafar mostres de l'asteroide Itokawa al 2010.

Finalment dir que per l'any 2013 estan fent el seguiment del 2012 DA14 per si de cas el 15 de febrer passés més a prop de la distància ara estimada de 35.000 km, per cert, amida uns 45m.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 150 del juny 2012

La Lluna

Feia només uns 500 milions d'anys que existia el planeta Terra, aquest estava en període de consolidació, era un lloc molt calent i tou, el seu interior era quasi tot material fos, no hi havia atmosfera ni oceans i les explosions de volcans i l'impacte de meteorits eren freqüents.

En aquest moment, fa uns 4.000 milions d’anys, es va produir una col·lisió contra la Terra d’un cos d’aproximadament un setè de la grandària del nostre planeta, que li va esqueixar una part, però que va poder capturar i convertir en el nostre satèl·lit. D'on provenia aquest cos es desconeix. Tan podia provenir de la part exterior del Sistema Solar, com ser un segon planeta, conegut com Teia, que també s'hagués format en la mateixa òrbita de la Terra i amb el qual va acabar xocant.

Ja sabem que la Lluna està fossilitzada, és a dir, ha perdut tota la seva activitat volcànica, a diferència d'altres satèl·lits que encara la mantenen. Tampoc té atmosfera ni aigua, per tant no plou. El seu terra està format per pols de roques disgregades i s'anomena regolita i la seva força de gravetat és una sisena part de la que tenim a la Terra, o sigui una persona que aquí pesa 100 kg allà en pesa 17 kg.

Impacte Terra-Lluna - Dibuix de la NASA

La Lluna per cada volta que dóna a la Terra en dóna una sobre sí mateixa, així que cada punt de la seva superfície està uns 13 dies exposada al Sol i 13 a la foscor, arribant a unes temperatura màxima de 107ºC i una mínima de -153ºC. En el mateix període de temps, uns 27 dies, dóna també una volta sobre sí mateixa, d'aquesta forma sempre ens ofereix la mateixa cara a nosaltres. De fet, s'arriba a veure un total del 59% de la seva superfície, degut al moviment de libració, com si fos una baldufa.

Les seves muntanyes són d'una alçada similar a les del nostre planeta, encara que té 30.000 craters majors d'un quilòmetre de diàmetre. Es veuen unes zones més clares i altres de més fosques. A aquestes se les anomena mars, perquè a l’antiga Grècia es pensaven que eren zones cobertes d’aigua. Les més clares reben el nom d’altiplans, però tot són impactes de meteorits i lava sorgida del seu interior.

Quan està al mínim de distància de la Terra, el perigeu, es veu com un 14% més gran i un 30% més brillant que quan es troba a la màxima separació, l'apogeu, i el fet de que quan surt plena de l'horitzó sembli més gran que quan es troba a dalt del cel, és un simple efecte òptic, perquè quan està baixa podem comparar-la amb objectes que trobem al nostre horitzó.

Cada dia es retarda uns 50 minuts en arribar a la mateixa posició del dia anterior i cada any s'allunya 38 mm de nosaltres, però gràcies a ella i pel fet d'haver estabilitzat el nostre eix de rotació i haver-nos protegit de quantitat d'impactes de meteorits, potser tenim vida a la Terra.


Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 149 del maig 2012

La vida de les estrelles

Les estrelles estan formades bàsicament per àtoms d'hidrogen atrets per la força de la gravetat fins a tal nivell de compactació que arriben a escalfar-se fins a 10 milions de graus, així poden començar a produir reaccions nuclears, convertint l'hidrogen en heli. Ara bé, no totes les estrelles són iguals ni es comporten de la mateixa manera, el que realment marca la vida d'una estrella és la seva massa inicial.

Imaginem el nostre Sol i suposem que té una massa 1, degut a aquesta xifra viurà uns 10.000 milions d'anys, ara en porta viscuts la meitat. D'aquí a uns 500 milions més començarà a transformar-se en una gegant vermella, degut a que haurà cremat la major part de l'hidrogen del seu nucli, ara ja heli, i començarà a cremar les capes següents, on encara hi ha hidrogen. Es tornarà inestable, així una part d'aquesta massa exterior serà expulsada cap a l'exterior on acabarà fregant el nostre planeta Terra. Clarament, aquest ja no serà habitable.

Degut a que la seva massa no és prou gran, i per tant la seva força de gravetat, no podrà tornar a escalfar prou el nucli i encendre'l de nou per cremar l'heli. Així finalment formarà amb les seves capes exteriors expulsades com un anell a tot el seu voltant, una nebulosa planetària, i al seu centre quedarà una nana blanca, de la mida de la Terra, que s'anirà apagant i passant a nana marró amb el temps.

Núvols de gas i estrelles blaves en el Núvol Gran de Magallanes

Si l'estrella hagués tingut una massa inicial superior a vuit cops la massa solar, sí que hagués pogut tornar a encendre posteriors reaccions de fusió al nucli, cremant heli i produint carboni, oxigen, etc... i hagués entrat a una etapa de supergegant vermella. Després d'aquest estat, patirà una explosió tipus “supernova” que desfarà completament l'estrella, conservant únicament el nucli, que es convertirà en una estrella de neutrons o un forat negre, segons la seva massa residual del nucli sigui inferior o no a cinc masses solars.

Aquestes supernoves són com un milió de vegades més brillants que el nostre Sol i es poden arribar a veure de dia, com la coneguda de 1604, vista pel gran astrònom Johannnes Kepler, la darrera vista dins de la Via Làctia.

Altra forma d'acabar la seva vida les estrelles ocorre quan el sistema estel·lar està format per dues estrelles, que és el cas més freqüent, i una ja ha arribat a la seva part final de la vida, sent una nana blanca i la seva companya encara és gegant vermella. Ara la nana li pot prendre material a la gegant perquè té molta més força de gravetat, fins que arriba a tenir tant que pot explotar com nova o supernova segons la quantitat de massa robada.

En aquest fase d'explosió de supernova és quan es poden generar la resta d'elements químics que no es poden obtenir per fusions nuclears. No oblidem que tots som pols d'estrelles i acabarem tornant a formar part d'elles.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 147 del març 2012

De la Química a l'Astronomia

Si la UNESCO va declarar l'any 2009 com l'Any Internacional de l'Astronomia, l'any 2011 va ser l'Any Internacional de la Química. És evident que l'Astronomia utilitza d'altres ciències per constituir-se per sí mateixa, així tan estira de la Física, com de la Química, de les Matemàtiques o de la Biologia.

La definició d'Astronomia, segons Viquipèdia, és : la ciència que estudia l'univers i els cossos celestes o astres, a partir de la informació que ens arriba d'ells a través de la radiació electromagnètica, tant pel que fa a la posició i moviment en l'esfera celeste com pel que fa a la seva natura, estructura i evolució.

Així han nascut noves branques de l'Astronomia, en funció de amb quina ciència s'han lligat, i ha nascut l'Astrobiologia, l'Astrofísica, l'Astroquímica o la Cosmoquímica. El lligam amb les matemàtiques és produeix a través de l'Astromecànica o Mecànica Celeste. Fins i tot, existeix una branca que s'anomena Arqueoastronomia, que estudia l'astronomia a les antigues cultures humanes.

Descomposició de la llum visible en el seu espectre

Centrant-nos en l'astronomia, l'única cosa que veiem de tots aquests cossos celestes és la llum que ens envien, ja sigui pròpia o reflectida. El que fan els astrònoms és analitzar-la, estudiant tota la banda de la freqüència electromagnètica, des de la banda d'ones de ràdio, menys energètica, fins a la zona dels raigs gamma, els més energètics.

Però què significa estudiar la llum que ens arriba?, com es produeix aquesta llum?.

Aquest és un efecte en part físic i en part químic. Els que hàgiu estudiat una d'aquestes dues carreres, segurament, us podreu estalviar de llegir el següent paràgraf.

Pels que voleu llegir, haurem d'entrar en el món dels àtoms i, ara, ens imaginarem un d'hidrogen, el més senzill de tots, compost per un nucli només amb un protó amb càrrega positiva, i al seu voltant un electró amb càrrega negativa, per tal de fer-lo elèctricament neutre. Ara també ens podem imaginar que aquest electró té diferents nivells energètics on es pot moure, uns de més baixos i estables, més a prop del nucli, i d'altres més alts i inestables, més allunyats. Compareu aquesta imatge dels diversos nivells energètics amb una escala de mà on els barrots de l'escala correspondrien a les diferents energies.

Doncs hem de pensar que cada cop que aquest electró salta d'un nivell a un altre, capta o emet llum i, això, és el que s'estudia en astronomia, la llum que emeten les estrelles, bàsicament. D'aquesta manera podem saber a quina velocitat es mou una estrella, si s'acosta o s'allunya, quina temperatura té, la seva velocitat de rotació, entre d'altres paràmetres. Recordeu que l'heli es va descobrir per primer cop estudiant l'espectre de llum que es rebia del Sol, a l'any 1868, abans de ser descobert a la Terra.

Espectre de l'hidrogen

També podem esbrinar els compostos químics que es troben per l'espai, ja sigui en cometes viatgers, com en núvols moleculars o en les més properes atmosferes dels satèl·lits de Júpiter o Saturn o en les dels darrers exoplanetes trobats. D'aquesta forma es coneix que existeixen grans quantitats de compostos químics per tot l'espai, tan aigua, com metà, àcid cianhídric, monòxid de carboni o aminoàcids, entre d'altres, que poden ajudar a formar la vida en qualsevol lloc de l'univers.

Altre punt de relació entre la Química i l'Astronomia toca de ple a la vida de les estrelles, on a través de reaccions nuclears podem anar seguint des del naixement de l'estrella, la seva evolució, passant per tots els estadis de les seves reaccions internes. La reacció bàsica és la de l'hidrogen produint heli, transformant un 0,7% de la seva massa en energia, o sigui en llum, quan assoleix els 15 milions de graus de temperatura.

Reaccions posteriors, un cop s'assoleixen els 100 milions de graus centígrads a la superfície de l'estrella degut a la contracció gravitatòria, permeten que tres àtoms d'heli es puguin arribar a ajuntar per a transformar-se en un àtom de carboni, en una reacció anomenada “triple alfa”, predita per Fred Hoyle al 1952 abans de que es conegués aquest procés, i que també genera molta energia, en forma de llum. Encara que aquest procés, degut a l'exigència de temperatura no es produeix a totes a les estrelles, ha estat molt important per l'obtenció del carboni sobre el qual està basada la vida tal com la coneixem.

Opacitat electromagnètica de l'atmosfera

Després el carboni passa a oxigen i posteriorment a neó, i tot el procés de creació d'elements químics per fusió nuclear pot continuar d'una forma molt ràpida fins acabar en el ferro, últim element químic que es pot generar cedint energia. A partir d'aquí aquest tipus de reaccions consumeixen energia, no en donen. Encara que ara estem parlant ja de l'etapa final de la vida de l'estrella abans de que col·lapsi gravitatòriament i es transformi en nana o exploti com una nova o supernova. En aquests darrers casos, amb l'energia proporcionada per l'explosió es podran generar la resta d'elements químics, superiors al ferro, com l'or o l'urani.

Aquest núvol de material expulsat tornarà a ajuntar-se per atracció gravitatòria amb altres molècules a l'espai i produirà una nova estrella, en aquest cas de segona generació, com seria el cas del nostre Sol. De totes formes, segons la Teoria Cosmològica Estàndard tot l'hidrogen existent a l'Univers va ser creat durant els tres primers minuts d'existència, és a dir, en el moment de la Gran Explosió inicial, coneguda com a Big-Bang. Després ja no s'ha creat més hidrogen, i una part d'ell, un 25% encara es va transformar en heli en aquell mateix moment inicial. Tota la resta dels elements, com deia, s'han produït a les estrelles.

Aquesta és la extraordinària resultant d'ajuntar la química amb el fabulós món de l'astronomia, intentar entendre com es va formar l'Univers des del seu primer moment, com ha anat evolucionant i quin final l'espera.

Publicat a la revista de l'Associació de l'Institut Químic de Sarrià - News AIQS en el número 61 de l'abril 2012.

Cosmologia (II)

Al punt de l'inici del segle XX, n'Albert Einstein va plantar les bases de la Cosmologia Contemporània amb la seva Teoria de la Relativitat tot recolzant-se en la constància de la velocitat de la llum, confirmada pels experiments de Michelson i Morley al 1887.

És a partir de 1925 quan Edwin Hubble va mostrar que la nebulosa d’Andròmeda es trobava més enllà dels límits de la nostra Galàxia, i més tard quan descobreix que l’Univers es va expandint, i que les galàxies s’allunyen les unes de les altres, a causa del creixement de l'espai entre elles, significant això que l’Univers era dinàmic, que canviava amb el temps, o sigui que abans era més calent i dens, confirmant la teoria d'Einstein.

Lentament s’anaven posant les bases per la teoria de la Gran Explosió (Big Bang), promoguda per George Gamow al 1948, com una de les solucions a les equacions d'Einstein. En paral·lel es varen crear altres interpretacions, com la teoria de l’Estat Estacionari, defensada per Hole, Gold i Bondi principalment.

En aquesta teoria estacionària, l’Univers és infinitament vell i sempre ha tingut el mateix aspecte que ara. Per fer compatible aquesta idea amb l’expansió de l’Univers, cal que es creï matèria constantment per omplir l’espai que va quedant entre les galàxies. Aquesta visió d’un Univers immutable en el temps, malgrat els seus atractius filosòfics, va entrar en conflicte amb les observacions de radiogalàxies i quàsars, objectes que es troben molt lluny i, per tant, els observem com eren fa milers de milions d’anys, i ens mostren clarament que el contingut de l’Univers ha anat canviant amb el temps, que no s’ha mantingut estacionari.

Imatge del WMAP del fons còsmic de microones

Al temps, a més de les troballes d'en Hubble sobre l'expansió de l'Univers, es va confirmar que la proporció entre àtoms d'hidrogen i heli era de 75/25%, conforme a la teoria del Big Bang. I posteriorment al 1964, Penzias i Wilson, van confirmar escoltant el cel amb una gran antena, que existia una remor de fons en la banda de les microones, en qualsevol direcció que es fes, que responia perfectament a l'eco residual de la gran explosió inicial, el Big Bang.

Encara que aquesta teoria no emplena tots els dubtes existents, sí que és la que de forma més coherent els resol actualment, encara que necessita ser consolidada. En aquest sentit s'està treballant amb l'accelerador de partícules LHC a Ginebra, per trobar partícules com el bosó de Higgs, que aquesta teoria descriu.

No per això, deixa de tenir competidors que continuen empenyent, com la Teoria de Supercordes o la de Variació de la Velocitat de la Llum (VSL) de Megueijo i Albrecht.

Gràcies a la tecnologia hem après més sobre l'univers i les estrelles al segle passat que en tots els segles anteriors junts.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 146 del febrer 2012