El incógnito Planeta Nueve del Sistema Solar

Varios grupos de investigación están buscando un nuevo planeta más allá de la órbita de Neptuno: un hipotético planeta que "merodea" en una nube de rocas de hielo denominado Noveno Planeta. En un artículo publicado en The Astronomical Journal por Batygin y Brown (2016; Evidence for a distant giant planet in the Solar System), se han analizado evidencias de la existencia del Noveno Planeta desde el Atacama Cosmology Telescope (ACT; Chile) cubriendo el 87% del cielo visible del Hemisferio Sur.

En concreto, se identificaron alrededor de 3.000 candidatos al Planeta Nueve, ubicados entre 400 y 800 unidades astronómicas [esto significa entre 400 y 800 veces la distancia entre el Sol y la Tierra]. Sin embargo, el estudio descartó a todos los astros candidatos. No obstante, esto no refuta la teoría del Noveno Planeta, ya que el estudio simplemente cubrió alrededor de un 15% las posibles posiciones de dicho planeta en el cielo. Realmente lo que este estudio ha conseguido es ir "estrechando el cerco" al planeta.

Lo que impulsaron a Batygin y Brown (2016) en el estudio de este hecho es cuando se dieron cuenta que había seis cuerpos rocosos más allá de la órbita de Neptuno que estaban agrupados de una manera muy extraña (con los puntos más distantes de sus órbitas localizadas más lejos del Sol que el punto más cerca de sus órbitas). Así, los investigadores hipotetizaron que la fuerza gravitacional de un posible planeta de entre cinco a diez veces la fuerza de la Tierra podría explicar la excentricidad de las órbitas de estas seis rocas. Sin embargo, muchos investigadores han tratado de encontrar al Noveno Planeta, representado artísticamente arriba, sin mucho éxito.

Uno de los mayores problemas en la búsqueda de dicho planeta es la distancia a la que se hallaría. Specktor (2022; Planet Nine is still missing) señala que mientras que Plutón se ubica entre 30 y 50 Unidades Astronómicas, el Noveno Planeta estaría a más de 400 Unidades Astronómicas. Esto es una distancia tan grande que incluso los rayos solares podrían no llegar a este (y, por lo tanto, ser invisible). Por este motivo, las nuevas tecnologías ofrecerán otras formas de ver nuestro Universo. Por ejemplo, los investigadores del planeta creen que con ondas milimétricas (ondas de radio cortas que están próximas a la radiación infraroja) se podría detectar finalmente a nuestro hipotético planeta. De hecho, en Atacama ya se está construyendo el que podrá ser el telescopio que haga el hallazgo: el Simons Observatory. Veremos si dentro de poco podremos escribir un capítulo más en la historia del Universo. 

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección del Ciencias del Universo

¡Bolas de fuego en el cielo!

Pocas son las veces en las que se tiene la oportunidad de ver algo parecido a lo de la foto de arriba. En este caso, se trató de los restos de un cohete de la Agencia Espacial China (CNSA) denominado CZ-2F. Este evento ocurrió en la madrugada del 21 de junio (de 2022) sobre el Océano Pacífico y el Mar Mediterráneo. 

Según declaró la propia CNSA todo salió como estaba planeado (y calculado) y bajo ningún concepto supuso un riesgo real para la población. Pero, ¿por qué ayer? El pasado 5 de junio partió al espacio una misión espacial tripulada llamada Shenzhou 14 (que significa Barco Divido 14). La misión espacial consistía en transportar a tres astronautas al único módulo que está orbitando la Tierra de la nueva estación espacial china llamada Tiangong, precisamente para que continuasen con las siguientes fases de construcción de la estación.

Lo que pudimos contemplar en regiones como las Islas Canarias, Andalucía e incluso Madrid fue la reentrada en la atmósfera de una de las partes del cohete Chang Zheng 2F (abreviado como CZ-2F). Por supuesto, en contacto con la atmósfera, esta parte se desintegró en pequeñas y grandes bolas de fuego que acabaron hundiéndose en el Mar Mediterráneo a 100 kilómetros de las playas de Murcia.

Fuera de la anécdota, se trata de un proceso rutinario de eliminación de módulos de los cohetes que deben llegar a la superficie de la Tierra (en lugares donde no haya nadie) con el fin de evitar que haya chatarra espacial flotando por la atmósfera. Por supuesto, para hacer estos cálculos se toman muchos datos estadísticos y comprobaciones antes de proceder al lanzamiento del cohete.

Jacob Sierra Díaz y Altair

Sección de Ciencias del Universo

Anatomía de una pistola automática

Esperamos que los lectores que vayan a disfrutar de esta entrada lo hagan exclusivamente por curiosidad y por saber cómo es el funcionamiento de un arma de fuego tan popular en las películas de acción. Ni las pistolas, ni ningún arma de fuego, es un juguete y no debería ser usada contra personas u animales. Esta entrada tiene exclusivamente un carácter divulgativo, mostrando un gran respeto por aquellas personas y animales inocentes que han fallecido a causa de este tipo de armas.

Una pistola automática se carga con cartuchos (lo que popularmente se llama bala, aunque eso solo es una parte del cartucho) que suelen contener balas de plomo y una cubierta (el casquillo) con un explosivo que suele ser pólvora. Cuando se aprieta el gatillo una vez que el arma está cargada con una bala y no tiene seguro, el percutor empuja violentamente el martillo del interior de la pistola haciendo que se prenda la pólvora y que salga disparada la bala a gran velocidad.

¿Sabías que...?

• La mayoría de cañones de las armas de fuego presentan un ánima rayada (también llamado cañon estriado) y sirve principalmente para dar rotación a la bala disparada en su eje horizontal, mejorando su estabilidad aerodinámica y su precisión final. 

• La primera empresa del mundo en poner al mercado una pistola automática (fabricada en serie) fue la española Beistegui Hermanos (Eibar) con su modelo BH Royal.

Jacob Sierra Díaz

Museo Tecnológico

La importancia de la Potencia Estadística

No resultará nuevo decir que la Estadística no es una ciencia exacta. De hecho, uno de los mayores desafíos de esta rama de conocimiento es que no se puede dar un resultado absoluto como puede pasar en otros campos como la Física o la Geometría. Con el objetivo de hacer los resultados de los análisis estadísticos lo más preciso posible se recomienda acompañar al resultado del estadístico de los intervalos de confianza (CI). Estos intervalos no son ni más ni menos que los límite probables o rango entre los que se puede encontrar el verdadero valor poblacional objeto de estudio.

Sin embargo, desde hace algún tiempo, se viene advirtiendo de se precisa más información para poder concluir resultados de investigaciones en los que la Estadística ha sido usada como herramienta principal para llegar a las conclusiones (véase, por ejemplo, Cárdenas-Castro et al., 2014). De esta forma, se recomienda acompañar los análisis estadísticos con el tamaño muestran (la famosa 'n') y la potencia estadística que lograríamos con ella, teniendo en cuenta los famosos errores sistemáticos que se pueden tener al realizar cualquier análisis.

El objetivo principal de esta entrada será conocer de manera detallada el concepto de potencia estadística y su utilidad en los análisis de datos. Al acabar de leer estas líneas serás capaz de entender conceptos importantes asociados a la potencia estadística, como la sensibilidad o los errores estadísticos asociados a las pruebas de contrastes. Entonces, esta entrada te prepara para enfrentarte a análisis de potencia estadística que se pueden efectuar en programas informáticos como G*Power.

¿Qué es la sensibilidad?

La sensibilidad básicamente es la capacidad para detectar diferencias o efectos dónde realmente los haya. Así, en términos estadísticos, la sensibilidad de una prueba estadística será su capacidad para detectar un efecto en un conjunto de la población (una muestra, n).

¿Qué es la potencia estadística?

Se trata del grado de probabilidad de rechazar una hipótesis nula cuando realmente es falsa. En otras palabras, la potencia estadística es la capacidad para detectar en Estadística diferencias entre grupos cuando realmente están ahí presentes. En efecto, este concepto está muy relacionado con la sensibilidad y hace alusión a las pruebas de contrastes, que son la base de la Inferencia Estadística.

¿Qué son las pruebas de contraste de hipótesis?

Como su propio nombre indica son tests que determinan si la hipótesis nula (expresada como Ho) puede ser rechazada con cierto nivel de confianza a no equivocarse (en este caso, confianza es sinónimo a seguridad). Recuerda que la hipótesis nula siempre se planteará en términos de no diferencias / no relación (en función de la prueba).

Cuando aplicamos una prueba estadística aplicamos el contraste de hipótesis; y cuando rechazamos la hipótesis nula (Ho) asumimos que la diferencia detectada por la intervención o tratamiento no es atribuible al azar o no es mera casualidad. Para llegar a esta conclusión debemos mirar al famoso p-valor que se suele ubicar a 0,050. (hay ramas de conocimiento que lo suelen ubicar al 0,010 o incluso al 0,001). Esto lo que realmente significa es que tenemos un α de igual a 0,050; lo que significa que hay un 5% de error de equivocarnos en nuestra conclusión. Así, si la probabilidad es igual o menor a α = 0,050 (o del valor fijado con anterioridad) podemos rechazar la hipótesis nula y abrazar la hipótesis alternativa, que suele ser la deseable por el investigador (ya que permite concluir que las diferencias entre grupos o relaciones entre variables son debidas al tratamiento o intervención). 

Sin embargo, estos análisis no están exentos de errores sistemáticos (no se pueden evitar) que tradicionalmente han sido catalogados de dos tipos:

• Error Tipo II (α) - Falso negativo. Es la probabilidad (α) de rechazar la hipótesis nula (Ho) cuando en realidad es verdadera.

• Error Tipo II (β) - Falso negativo. Es la probabilidad (β) de mantener la hipótesis nula (Ho) cuando en realidad es falsa

En otro momento entraremos más a detalle sobre este tipo de errores. Ahora lo que nos interesa conocer es que se puede calcular la potencia estadística como un complemento de la probabilidad de cometer error del Tipo II que matemáticamente se define como 1 - β.

Potencia estadística en los contraste de hipótesis

Teniendo en cuenta el famoso esquema de Lipsey (1990) podemos observar que la potencia estadística se define como un porcentaje que nos dice el grado de seguridad de rechazar la hipótesis nula (Ho) cuando, en efecto, las causas (reales) del fenómeno estudiado (como puede ser una clásica comparación entre un grupo control y experimental) no se deben al puro azar (sino que se deben al propio tratamiento o a otras variables que incluso no han sido tomadas en cuenta).

¿Qué valor de la potencia estadística es el más adecuado?

Normalmente, la potencia estadística (1 - β) se establece en un 80%. Esto quiere decir que 1 - β = 0,800. Lo que significa que tenemos un 20% de equivocarnos al aceptar la hipótesis nula (Ho) cuando realmente es falsa (β = 0,200).

• Entonces, un valor por debajo de 1 - β = 0,800 (80%) nos indicará que hay una mayor probabilidad de cometer errores Tipo II (el falso negativo de mantener Ho cuando en realidad no debería ser).

¿Cómo se puede mejorar la potencia estadística?

Básicamente incrementando el tamaño muestral (n). Ten en cuenta también que la potencia estadística se calcula en función del tamaño de la muestra, el nivel de error α (esto es el famoso p-valor 0,050) y el tamaño del efecto.

• Recuerda que la potencia estadística se puede mejorar cuanto mayor sea el tamaño muestral ya que el error aleatorio de medida será menor.

¿Cómo se puede calcular la potencia estadística?

Lo más recomendable es usar un software para calcular la potencia estadística. Uno de los más conocidos para esta misión es G*Power. Se trata de un programa gratuito para ordenadores Windows y Mac que permite calcular de manera casi intuitiva la potencia estadística de tus datos.

Esta entrada solo se centraba en conocer de manera un poco más divulgativa el concepto de potencia estadística y se aleja del objetivo de mostrar el uso de este programa en esta entrada. Sin embargo, puedes hacer clic en los siguientes enlaces para pasar directamente a la acción:

Enlace bajo construcción

 Jacob  Sierra Díaz y Sigma

Sección de Análisis Estadístico

La ambulancia, un hospital sobre ruedas

Antes de comenzar, queremos desear a todos nuestros lectores que nunca tengan la oportunidad de estar dentro de una ambulancia si no es en una feria (de exposición) o si no es trabajo principal. No obstante, en el caso de emergencia, se hace necesario disponer de "hospitales sobre ruedas" que puedan llegar a los accidentes rápidamente y evacuar o incluso intervenir en el lugar a los pacientes.

Existen muchos modelos y tipos de ambulancias que serían imposibles reunir en un único espacio. Sin embargo, todas ellas comparten ciertos elementos comunes como por ejemplo la silla de rescate (imprescindible para rescatar a un paciente en un lugar en el que no es posible usar una camilla) o los sistemas de inmovilización (imprescindibles en accidentes de tráfico). En realidad, la mayoría de ambulancias son vehículos relativamente pequeños en donde que se ha optimizado el espacio a la perfección para acceder rápidamente al instrumental, medicina y resto de dispositivos que puedan ser necesarios según las necesidades más o menos graves del paciente.

Sin ánimo de entrar en la legislación vigente (que además cambia según el país), existen cuatro tipos principales de ambulancias:

• Ambulancia de transporte (colectivo). Se trata de ambulancias que rara vez llevan las sirenas encendidas ya que sirven para el traslado de pacientes estables como pueden ser personas mayores o personas con movilidad reducida. 

• Ambulancia de Soporte Vital Básico (SAMU). Son las que se suelen enviar para "emergencias menores", ya que van operadas por mínimo dos técnicos especialistas en emergencias, los cuales no pueden administrar ningún tipo de medicamento pero sí que disponen de todo el material necesario para cubrir una gran variedad de emergencias.

• UVI móvil (SAMU-UCI). Se trata del nivel más alto. Una UVI siempre va atendida como mínimo por un conductor técnico, un médico especializado y una enfermera especializada (o una médico y un enfermero). Cuentan con todo el equipamiento avanzado que se puede encontrar en una sala de hospital como desfibrilador, bomba de perfusión (inyección de medicamentos) o espacio para toda clase de medicinas y medicamentos, entre otras cosas.

• Otras ambulancias: ambulancias militares, quirófanos móviles, ambulancias todo-terreno o, por qué no decirlo, ambulancias-helicóptero entre otros.

En la siguiente lámina se ilustra una ambulancia genérica con el equipo básico que cuenta para hacer frente a cualquier situación:

¿Sabías que...?

• El término ambulancia proviene del la palabra latina ambulare que significa caminar. Es decir, este término hace referencia al hecho de transportar al paciente "caminando".

Jacob Sierra Díaz

Museo Tecnológico

Game & Watch: una consola antigua muy moderna

Corría una mañana de 1973 cuando Gunpei Yokoi (jefe de la sección de Investigación y Desarrollo de Nintendo) observó que un hombre de negocios pasaba el tiempo jugando con una calculadora LCD, presionando los botones aleatoriamente. De esta forma, Yokoi pensó en una pequeña "calculadora" que incluyese un reloj y un juego digital para matar el tiempo libre. Más tarde, en una reunión con el director ejecutivo de Nintendo (Hiroshi Yamauchi), Yokoi tuvo vía libre para desarrollar su idea. No fue hasta el año 1980 cuando Japón vio por primera vez una consola portátil con juegos que se podían controlar digitalmente con botones. Sin lugar a duda, estas consolas fueron las abuelas de las portátiles que hoy en día tenemos en nuestras casas.

Originalmente, las Game & Watch emplean tecnología de una calculadora LCD portátil  que, en lugar de números y operaciones, ejecutaba acciones sobre un fondo fijo pintado a mano en el fondo de la pantalla. Las primeras unidades tenían una CPU de 4 bits (chip Sharp SM5xx). Para funcionar necesitaban una alimentación de una pila de botón. Las primeras Game & Watch (véase por ejemplo Game & Watch: Balls) solo funcionaban con botones y, no fue hasta 1982 cuando se introdujo la cruceta o el botón de direcciones (+).

En pleno siglo XXI parece que las Game & Watch no se han ido para siempre. Para celebrar el 35 cumpleaños del famoso videojuego Super Mario Bros., Nintendo lanzó desde el 13 de noviembre de 2020 hasta el fin de existencias una edición actualizada de las Game & Watch. La consola dispone del juego original Super Mario Bros. y el clásico Super Mario Bros.: the lost levels. Además, también incluye un clásico juego de las primeras Game & Watch lanzadas en 1980 llamado Ball (con el sprite de Mario en lugar del carismático muñeco Mr. Game & Watch).

En la siguiente lámina podemos ver cómo es por dentro una Game & Watch moderna que incluye dos juegos clásicos de Super Mario Bros. y que tiene la pantalla completamente a color:

¿Sabias que...?

• Esta Game & Watch tiene un error de software que hace que al activar la canción para pintar a Mario ("Dibujando a Mario"), que se activa en el modo reloj manteniendo pulsado el botón A, muestra la letra de la canción en el idioma incorrecto si se selecciona en francés, italiano o español. Por lo visto, el desarrollador no conocía estos idiomas y los vio muy parecidos. De hecho, al ser una edición limitada, no se espera que se vendan nuevas unidades con este error subsanado.

Jacob Sierra Díaz

Museo Tecnológico

El As de los tanques de la Segunda Guerra Mundial

Es imposible hablar de las armas y la tecnología bélica empleada de la Segunda Guerra Mundial (1939-1945) sin hablar del Panzerkampfwagen VI, mejor conocido como Tiger I. El Tiger I fue una de las apuestas más importantes del partido Nazi para ganar la batalla en el Frente del Este y conquistar territorio Soviético en la conocida Operación Barbarroja. Para operar esta bestia eran necesarios cinco hombres bien preparados: un comandante, un artillero, un cargador o alimentador de cañon, un operador de radio y un piloto. El arma principal del Tiger I era sin duda su característico cañon de 88 milímetros, mortal contra los tanques sovíeticos T-34 y KV-1 (hasta que estos mejoraron).

Pero tampoco era todo tan bueno. El tanque era muy caro de producir (una unidad podía costar en torno a 250.800 Reichmark) y muy costoso de mover. Además, la empresa de cañones Krupp manipulaba las líneas de producción para que se usasen sus cañones y no los de la competencia. No obstante, en batalla demostró ser un tanque formidable y muy fiable ante una gran variedad de terrenos. En 1944 se suspendió la producción de este carro de combate por su sucesor: el Tiger II.

En la siguiente lámina podemos apreciar cómo era un tanque Tiger I y los secretos que su tecnología escondía:

¿Sabías que...?

• Se llegaron a producir 1.347 unidades de este tanque (incluyendo maquetas y prototipos). Sin embargo, tan solo unas pocas unidades (aproximadamente 30) se conservan en museos y exposiciones alrededor del mundo.

• Los tripulantes de este tanque recibían un manual llamado Pantherfibel, que a diferencia de otros manuales mucho más serios y aburridos, incluía ilustraciones y comentarios más amenos de cómo mantener y solucionar problemas técnicos del tanque.

Jacob Sierra Díaz

Museo Tecnológico