Cómo construir un modelo de Rosetta y otras manualidades para niños (y adultos)


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Las misiones espaciales son de las pocas que nos hacen soñar por igual a los niños y a los adultos.

En este post os propongo algunos modelos para construir. Algunos son muy sencillos y se los podéis proponer a vuestros peques. El último es realmente complicado (tiene 300 piezas!!!)

 

MODELO DE ROSETTA Y LA SONDA PHILAE

Rosetta y Philae son las naves que están explorando ahora mismo el cometa 67P. Philae es la sonda que descendió esta semana sobre la superficie del cometa.

Dificultad: Fácil — Los peques pueden hacerlo!

Descargad el modelo aquí (PDF) –> http://esamultimedia.esa.int/docs/rosetta/RosettaModel.pdf

 

MODELO DE LOS TELESCOPIOS ESPACIALES HUBBLE, CHANDRA Y COMPTON

Hubble, Chandra y Compton son 3 telescopios espaciales de la NASA. Hubble observa el espacio en el espectro visible, Compton en el espectro de rayos gamma y Chandra en el espectro de Rayos X.

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Dificultad: Media

Descargad este documento (PDF) –> http://science.nasa.gov/media/medialibrary/2010/03/31/HST_Compton_Chandra_PaperModels.pdf

El modelo del Hubble está en las páginas 11 a 15 del documento. (Las instrucciones están en inglés en las páginas 9 y 10).

El modelo del Compton está en las páginas 18 a 23. (Las instrucciones en las páginas 16 y 17).

El modelo del Chandra está en las páginas 26 a 31. (Las instrucciones en las páginas 16 y 17).

 

OTRO MODELO (MUY DETALLADO) DEL TELESCOPIO HUBBLE

Dificultad: Muy difícil (Son 300 piezas!!!)

Instrucciones parte exterior –> http://hubblesite.org/the_telescope/hand-held_hubble/pdf/pattern-int-expert.pdf

Piezas parte exterior del Hubble –> http://hubblesite.org/the_telescope/hand-held_hubble/pdf/directions-ext-expert.pdf

Instrucciones parte interior –> http://hubblesite.org/the_telescope/hand-held_hubble/pdf/directions-int-expert.pdf

Piezas parte interior –> http://hubblesite.org/the_telescope/hand-held_hubble/pdf/pattern-int-expert.pdf

 

MODELOS DE OTRAS NAVES Y SATÉLITES

Tanto la NASA como de la Agencia Espacial Europea, tienen webs de dedicada a explicar cómo hacer modelos de sus misiones. Aquí os dejo las direcciones que conozco:

NASA

http://science.nasa.gov/kids/the-universe/universe-spacecraft-paper-models/

http://solarsystem.nasa.gov/kids/index.cfm?Filename=papermodels

ESA

http://www.esa.int/esaKIDSen/build.html

 

NOTA FINAL: Si alguien se anima a fabricar alguno de estos modelos (o anima a sus chavales) y le apetece mandarme una foto, me encantaría recibirlas. Me las podéis mandar por Twitter o por Facebook.

 

¿Cuál es el futuro de Philae en el cometa tras el accidentado aterrizaje?


Por primera vez en la Historia, la Humanidad ha conseguido aterrizar en un cometa.

En este post voy a intentar explicar los problemas que se produjeron al aterrizar y cómo pueden afectar al futuro de la misión. Pero, en cualquier caso, me parece importante subrayar que lo logrado hasta ahora ya es histórico.

A) EL DESCENSO

Rosetta y Philae llevaban 10 años, 5 meses y 4 días.viajando juntas por el espacio. Tras unas complicadas maniobras orbitales, y mientras viajaba a 40.000 km/h, Rosetta soltó a Philae con centímetros de precisión.

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Rosetta realizó fotografías de Philae durante el descenso. Aquí podéis ver las patas de aterrizaje y las antenas desplegadas:

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Aquí tenéis una animación con todas las fotografías tomadas desde Rosetta:

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Philae también tomó sus propias fotografías. La siguiente se hizo a sólo 3 km. de altura. En la esquina superior derecha podéis ver una de las patas:

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Esta otra se hizo 40 segundos antes de tocar tierra por primera vez. La “piedra” que veis en la esquina superior derecha tiene un tamaño de 5 metros:

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B) EL ACCIDENTADO ATERRIZAJE

El cometa genera un campo gravitatorio minúsculo. Philae estaba equipada con 3 sistemas para anclarse a la superficie y así no rebotar y perderse en el espacio. Tened en cuenta que la velocidad de escape es del orden de 1 m/s.

Aquí teneís un esquema de los 3 sistemas: retropropulsores, tuercas y arpones.

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En esta fotografía podéis observar los arpones en detalle:

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Por razones que los ingenieros todavía desconocen, fallaron los 3 sistemas. Además, los científicos pensaban que encontrarían una superficie mucho más blanda que amortiguase el aterrizaje.

Philae tocó la superficie a las 15:33, rebotó y subió a 1 kilómetro de altura.

Volvió la superficie a las 17:26. Pero rebotó por segunda vez y subió a 20 metros de altura.

Philae se posó al fin a las 17:33. (Todas las horas son UTC).

En el primero de los tres aterrizajes, Philae llegó al punto rojo, exactamente el lugar donde los científicos querían: una región plana y que hubiese proporcionado muchas horas de luz al día para los paneles solares. Sin embargo, tras los rebotes, acabó en algún lugar del rombo azul. Todavía no sabemos el punto exacto, pero parece que está al pie de un gran muro de roca y a la sombra.

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Ahora mismo hay 2 cosas que preocupan a los ingenieros:

a) Que la sonda está posada sobre el cometa, pero no anclada.

b) Que estando a la sombra, los paneles solares no recibirán la energía suficiente para mantener “viva” a la sonda.

Philae necesita 7 horas de sol al día. En la posición actual apenas recibe 1,5 horas al día.

Al llegar al cometa tenía la batería llena, lo que le proporciona 60 horas de autonomía. Ahora los ingenieros están buscando maneras de utilizar el taladro que lleva para mover la sonda y colocarla en una posición más favorable para los paneles solares.

Esta es una de las fotografías que ha enviado Philae desde la superficie.

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La sonda ya ha comenzado a estudiar el cometa con sus instrumentos científicos (excepto el taladro, que se intentará utilizar para moverla).

Philae cuenta con un módem de 28,8 kbps, pero sólo puede enviar datos cuando Rosetta está a la vista. (Rosetta sigue orbitando alrededor del cometa).

Aquí tenéis un resumen de los instrumentos a bordo de Philae. Si pincháis en cada imagen podéis verla ampliada:

En el peor de los casos, aunque Philae falle, Rosetta seguirá fotografiando y haciendo experimentos desde la órbita, ofreciéndonos vistas como esta:

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Si todo sale según lo previsto, Philae y Rosetta acompañarán al cometa en su paso alrededor del Sol, estudiando los cambios que se produzcan en los próximos meses.

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Minuto a minuto: Aterrizaje en el Cometa

Nota: En el siguiente enlace tenéis una galería de fotos del cometa.

Galería del Cometa 67P (FOTOS)

El miércoles por la mañana, la Humanidad intentará, por primera vez en la Historia, aterrizar una nave sobre un cometa.

El cometa elegido es el 67P (también conocido como “Churyumov–Gerasimenko” en honor a sus descubridores). Aquí os dejo una galería con fotografías de este objeto celeste. (Nota: todas las fotografías son del dominio público de la ESA)

El cometa visto desde la Tierra (telescopio VLT):

vlt

 

Una fotografía global del cometa 67P desde Rosetta:

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Las dimensiones del cometa 67P:

dimensiones-cometa

 

Un “selfie” de la nave Rosetta con el cometa al fondo:

selfie-cometa

 

Actividad en la superficie del Cometa:

foto-actividad

 

El cometa fotografiado desde diferentes ángulos a 800 km de distancia

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14sep

 

19sep

 

64km

 

La superficie del planeta fotografiada a 10 km de distancia:

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Lugares considerados para el aterrizaje (finalmente será el “J”):

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Lugar finalmente elegido para el aterrizaje:

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Lugar del aterrizaje (zoom):

landing-site-zoom

 

¿Dónde está el cometa?

donde
 

El tamaño del cometa comparado con Madrid

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El cometa comparado con el skyline de Los Ángeles

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Imágenes revolucionarias de un sistema planetario mientras nace


Los astrónomos del telescopio ALMA acaba de revelar la imagen más detallada que tenemos de un sistema planetario en formación.

Antes de entrar en los detalles científicos, disfrutad unos instantes de la belleza de la imagen.

Crédito de la imagen: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ

Crédito de la imagen: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ

En el centro del disco se encuentra HL Tau, una estrella extraordinariamente joven de apenas 1 millón de años. Sí, para una estrella, tener 1 de millón de años es ser todavía un bebé. Nuestro Sol tiene 4.600 millones de años.

Los anillos concéntricos alrededor de la estrella son las nubes de polvo que se acabarán formando los cuerpos planetarios de este nuevo sistema solar.

De hecho, en la imagen previa hay un detalle que nos dice que la formación de los planetas ya ha comenzado.

¿Podrías decirme cuál es el detalle que nos revela que hay planetas formándose?

Son los huecos que se pueden ver entre los anillos. Aquí puedes ver un esquema:

ALMA image of the young star HL Tauri (annotated)

¿Y por qué los huecos entre los anillos indican que hay planetas formándose?

Mientras un planeta se va formando, su gravedad atrae el polvo que va encontrando en su órbita. Eso hace que los huecos entre las órbitas de los planetas se vacíen poco a poco de materia.

Además de crear huecos en las zonas contiguas a su órbita, cualquier planeta en formación también creará huecos en las zona de polvo que giren alrededor de la estrella con a una velocidad múltiplo de la suya. [Esto último es algo más difícil de explicar. El fenómeno se conoce en física como “resonancia” y es la misma razón por la que hay un gran hueco entre los anillos de Saturno. Allí el hueco lo crea la resonancia gravitatoria del satélite Mimas]. 

¿Cuál es el tamaño del sistema planetario que está naciendo?

Aquí tenéis un esquema que compara el tamaño del sistema HL Tau (izquierda) con nuestro Sistema Solar (a la derecha).

Comparison of HL Tauri with the Solar System

Crédito: ESA

¿Dónde está HL Tau?

La distancia que nos separa de HL Tau son 450 años luz. En el cielo, es una estrella que vemos cerca de Aldebarán, el astro más brillante de la constelación de Tauro.

HL Tauri in the constellation of Taurus

Crédito: ESA

Con el telescopio Hubble podemos ver cómo es la región que rodea a HL Tau. Aquí esta:

Crédito: ESA/Hubble y NASA

Crédito: ESA/Hubble y NASA

La imagen que revela los anillos de HL Tau fue tomada por ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un telescopio formado por compuesto por una docena de radiotelescopios que trabajan juntos. Aquí tenéis un panorama de ALMA:

Crédito de la fotografía: ESO

Crédito de la fotografía: ESO

Nota: el telescópio está situado en Chile a más de 5.000 metros de altura (más alto que la cumbre del Mont Blanc). Subir las radioantenas hasta allí fue un enorme desafío de la ingeniería. La cadena norteamericana CBS dedicó a esta aventura un documental que podéis ver aquí.

No os olvidéis que nosotros somos, científicamente, polvo de las estrellas. ¿Por qué? Lo puedes leer aquí.

¿Qué es la Materia Oscura? ¿Acabamos de detectarla por primera vez?


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La “materia oscura” constituye el 85% de toda la materia de nuestro Universo. Sin embargo, aunque sabemos que existe, hasta ahora no habíamos podido detectarla.

Comprender la naturaleza de la materia oscura constituye uno de los grandes “problemas sin resolver” de la Física.

En un artículo científico que se publica hoy en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un equipo de astrónomos anuncia lo que podría ser la primera detección de materia oscura.

(Nota: no confundir “materia oscura” con “energía oscura” ni con “anti-materia”. Son tres conceptos diferentes. En este post sólo hablamos de “materia oscura”).

¿Por qué es tan difícil observar la materia oscura?

La materia oscura no emite ni absorbe luz, por lo tanto, es imposible verla. (Y de ahí lo de “oscura”).

¿Cómo sabemos que la materia oscura existe si no podemos verla?

Aunque no podamos verla, sabemos que la materia oscura existe por los efectos que provoca. La materia oscura ejerce atracción gravitatoria sobre la materia que sí podemos ver.

Por ejemplo: las galaxias en espiral giran más rápido de lo que deberían si la única materia que existiese en ellas fuese la materia de sus estrellas.

Existen varias otras evidencias de que la materia oscura existe: lentes gravitacionales, ciertas fluctuaciones en el Fondo Cósmico de Microondas, etc.

¿De qué está compuesta la materia oscura?

La materia “visible”, es decir, la materia que vemos a nuestro alrededor está formada por átomos (protones y neutrones).

Todavía no sabemos qué compone la materia oscura, pero la evidencia parece indicar que NO está formada por protones y neutrones sino por algún tipo diferente de partículas.

Existen diferentes propuestas teóricas sobre las partículas que componen la materia oscura: las más conocidas son los llamados “axiones” y las “partículas supersimétricas”.

Al principio del post decíamos que hoy anuncia la posible primera detección de materia oscura. ¿En qué consiste el experimento?

El astrónomo George Fraser y su equipo estaban estudiando los rayos X que provienen del Sol y detectaron ligeras variaciones en la cantidad de esta radiación según la posición del telescopio.

Ningún fenómeno conocido parece explicar esas variaciones y Fraser ha propuesto que quizás se deben a unas partículas de materia oscura conocidas como “axiones”.

Los axiones se producirían en el Sol, viajarían por el espacio hasta chocar con el campo magnético terrestre cuando se convertirían en rayos X.

¿Este resultado es definitivo?

No, todavía hay que realizar muchos más análisis para confirmar que las variaciones de rayos X corresponden a partículas de materia oscura.

Como con cualquier otro descubrimiento científico, serán necesarios otros experimentos independientes para que podamos asegurar que George Fraser y su equipo fueron los primeros en detectar materia oscura.

Para los que queráis más detalles, en este enlace podéis leer el estudio original (67 páginas).

Una manera revolucionaria de producir luz: el Nobel de Física explicado


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Durante toda nuestra historia, los humanos hemos buscado maneras de crear luz.

Las hogueras, las antorchas, las velas o las bombillas son algunas de las herramientas inventadas en esta aventura.

Akasaki, Amano y Nakamura han recibido el premio Nobel de Física 2014 por la invención de los LEDs azules, una manera revolucionaria de crear luz.

Para comprender porqué los LEDs son diferentes a las bombillas, debemos comprender que existen diferentes maneras de producir luz.

¿Cómo funciona una bombilla?

Una bombilla producen luz según el siguiente proceso:

Todo objeto caliente emite luz.

En una bombilla, la corriente eléctrica pasa por el filamento. El filamento se calienta y por eso emite luz.

De la misma forma, en una tostadora caliente también podéis ver que el metal emite luz roja.

El color de la luz emitida depende de la temperatura. De hecho, nuestros cuerpos emiten luz, pero nuestra temperatura es demasiado baja como para que esa luz sea visible. Con gafas infrarrojas sí que podemos verla.

¿Cuál es el problema de una bombilla?

Que casi toda la energía se pierde en forma de calor y de luz invisible para el ojo humano.

De toda la energía que consume una bombilla apenas un 15% se convierte en luz útil.

¿Cómo funciona un LED?

A diferencia de una bombilla, un LED no necesita estar caliente para emitir luz.

Los LED se construyen con los mismos materiales en los que hacen los ordenadores: materiales semiconductores.

Un LED se construye uniendo un semiconductor con exceso de electrones a un semiconductor con exceso de “huecos”. Cuando la corriente eléctrica pasa a través de un LED, los electrones de un lado se combinan con los huecos del otro y en ese proceso se produce luz.

Espera, pero le han dado el premio Nobel a los inventores de los LEDs AZULES. ¿Qué tienen en especial los LEDs azules que no tengan los LEDs de otros colores?

Los LEDs rojos y verdes se inventaron en los años 50. Pero había grave problema: nadie conseguía fabricar un LED de color azul.

El color azul era necesario porque para producir luz blanca se necesitan el verde, el rojo y el azul.

Akasaki y Amano por un lado y Nakamura por el otro consiguieron encontrar dos métodos independientes para construir LEDs de color azul utilizando un material conocido como nitruro de galio.

Una curiosidad para terminar: Nakamura trabajaba para una empresa privada japonesa cuando inventó el LED azul. Sus jefes le recompensaron con apenas 300 dólares. Nakamura fue a juicio y el tribunal le concedió 8 millones de dólares.


Preguntas y respuestas sobre el ébola


¿Cómo se transmite el ébola?

El ébola es un virus que NO se transmite por el aire. El virus de la gripe, por ejemplo, sí se transmite por el aire.

El contagio se produce por el contacto directo con los fluidos de una persona enferma (sangre, vómitos, orina, heces, semen, etc).

También se puede contagiar por los restos de estos fluidos en las sábanas o en la ropa del enfermo.

¿Qué hace el ébola dentro del cuerpo?

El ébola es un virus con forma de filamento:

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El virus se “agarra” al exterior de una célula humana y luego penetra en su interior. Una vez dentro, se reproduce rápidamente: un sólo virus puede reproducirse en varios miles.

En la siguiente imagen de microscópico electrónico podéis observar virus de ébola (en azul) creciendo desde una célula infectada (en amarillo):

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Estos nuevos virus atacan otras células y crean, a su vez, nuevos virus: la infección se extiende por el cuerpo.

Una vez enfermo de ébola, ¿cuál es la probabilidad de morir?

Durante la epidemia actual aproximadamente el 50% de los pacientes afectados por ébola han fallecido:

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Vale, entiendo que el ébola se puede transmitir de un humano a otro, pero ¿cómo se contagia el primer humano?

Se cree que una especie de murciélagos (“murciélagos de la fruta”) transporta el virus del ébola sin ser afectados por la enfermedad.

Estos murciélagos también transmiten la enfermedad a monos y gorilas, que, a su vez, pueden pasársela a los humanos.

¿Cuántas epidemias de ébola han ocurrido a lo largo de la historia?

Desde que se detectó por primera vez en 1976, se han producido una veintena de epidemias de ébola.

La epidemia actual es, con mucha diferencia, la más mortífera. Según la OMS, ya han muerto 3.431 personas.

La segunda epidemia con más muertos fue la de 1976, cuando fallecieron 280 personas.

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¿Existen vacunas contra el ébola?

No, todavía no se conoce ninguna vacuna contra el ébola. Según OMS existen dos “sustancias candidatas”, pero todavía se encuentran en una fase de estudio preliminar.

¿Por qué el ebola se llama “ébola”?

Al virus se le bautizó como “ébola” porque fue detectado por primera vez en una región cercana al río Ébola, un afluente del río Congo (el segundo río más caudaloso del mundo tras el Amazonas).


Cómo sabe Facebook que te has enamorado


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Crédito de la imagen: Orange Blog France

¿Qué ocurre cuando los científicos que trabajan en Facebook se ponen a jugar con las matemáticas y los datos que acumula la red social?

Pues que encuentran patrones fascinantes en el comportamiento humano. Aunque, a la vez, da bastante miedo el uso que se puede hacer de nuestros datos.

Durante esta semana han publicado en su blog una serie de artículos sobre el amor. Sí, no han elegido el tema de estudio más sencillo (al menos a este humilde servidor el asunto le parece mas bien complicado).

Por ejemplo: ¿qué ve Facebook cuando te enamoras?

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En el gráfico podéis ver cómo el número de posts compartido por los futuros novios crece hasta el momento de comenzar la relación (cuando las dos personas cambian su “status”) y cae bruscamente después.

Carlos Diuk, el matemático argentino de Facebook que firma el estudio, lo explica así:

“Durante unos 100 días previos a que comience la relación, observamos un crecimiento lento pero regular en el número de posts compartidos entre la futura pareja. Cuando la relación comienza (“día 0″), los posts decaen. Observamos un pico de 1.67 posts/día 12 días antes de que la relación comience y un punto más bajo de 1.53 posts/día 85 días después. Probablemente las interacciones online se han transformado en relaciones en el mundo real.”

Diuk también explica que, aunque el número de posts compartidos desciende, las siguientes actualizaciones de ambas personas en sus muros contienen más “sentimientos positivos”. (Existen algoritmos matemáticos para el análisis de sentimientos).

“Observamos un incremento en la positividad de los sentimientos tras el comienzo de la relación con un incremento muy dramático entre los días 0 y 1″.

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El resultado más extraño y fascinante de las Matemáticas


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Crédito de la imagen: Youtube

Pregunta: ¿Cuánto da la suma de TODOS los números POSITIVOS?

1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + … = ?

(Los puntos suspensivos significan que tenemos que sumar todos los números positivos hasta el infinito)

Será un número enorme, enorme, enorme, ¿verdad?

Respuesta correcta: -1/12, ¡¡¡un número NEGATIVO!!!

Este resultado no es sólo matemáticamente cierto. Además, resulta necesario en muchos campos de la física: desde la teoría de cuerdas hasta la mecánica cuántica.

Y sí, la primera vez que encontré esto en un libro de matemáticas casi me estalla la cabeza.

¿Cómo puede ser que la suma de todos los números positivos dé un número negativo?

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Una pequeña introducción

Las sumas (que también se llaman “series”) de infinitos términos son uno de los objetos más estudiados en matemáticas. Básicamente existen dos tipos:

a) Las series convergentes, que tienen un valor bien definido. Por ejemplo:

1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + 1/32 + 1/64 + 1/128 + …. = 2

Os puede parecer algo extraño, pero una suma de infinitas fracciones como esta tiene un resultado finito. Sería imposible realizarla incluso con un ordenador porque tiene infinitos términos y no acabaríamos nunca. Pero las matemáticas son maravillosas y es muy sencillo demostrar que el resultado es 2.

Por cierto, este ejemplo muestra que la paradoja de “Aquiles y la tortuga” inventada por el filósofo griego Zenón no es tal.

b) Las series divergentes, que, en principio, no tienen un valor definido.

La serie que nos interesa es divergente. Dicho en términos técnicos: “la sucesión de sumas parciales tiende al infinito”:

1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 +… = ?

Pero resulta que sí podemos asignarle un valor matemáticamente riguroso a esta suma y que ese valor es -1/12.

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Euler y más tarde Riemann nos enseñaron que podemos extender de forma rigurosa y consistente el concepto de “suma” para las series divergentes.

En nuestro caso, basta con sustituir la serie original por una de Dirichlet y luego calcular por continuación analítica cierto valor de la función zeta de Riemann para obtener el valor -1/12.

Una forma mucho más sencilla de entenderlo es a través del método que utilizan en este vídeo Brady Haran, y Antonio Padilla, un físico de la Universidad de Nottingham. (NOTA: En el vídeo se realizan algunos pasos que no son matemáticamente rigurosos, pero aún así, resulta muy interesante desde un punto de vista pedagógico).

Como decía Niels Henrik Abel, otro de los grandes de las matemáticas:

“Las series divergentes son una invención del diablo”.

Quienes queráis más detalles técnicos sobre el resultado, podéis consultar estas notas en pdf.