Urà

Com ja sabeu el planeta Urà és el setè des del Sol i el tercer per dimensió i el quart per massa. 

És visible a ull nu des de llocs molt foscos, tot i que sembla una estrella.  Per aquest motiu no  va ser identificat com planeta fins a l'època moderna. Els antics, grecs i altres no el coneixen. El va descobrir el 1781 William Herschel fent servir un telescopi, per bé que està documentat que Flamsteed l'havia observat diversos cops entre 1690 i 1714 i Le Monnier a mitjans del s. XVIII, però cap dels dos el va identificar com planeta.

Al cap de 100 anys, el 1846 es va descobrir Neptú, com a conseqüència d’una anomalia en l'òrbita d'Urà, causada per la presència de Neptú. 

La sonda Voyager 2 el va visitar l'any 1986 i també ha estat observat pel telescopi espacial Hubble.

El seu aspecte és de lo més vague i avorrit. Sembla una bola de billar de color blau. No presenta cap detall que destaqui, tal com passa amb Júpiter o Saturn.  Tot i això, el 2007 des del telescopi terrestre Keck a Hawaii s’hi van detectar núvols, ovals i tempestes de fins a 225 m/s, uns 800 km/h.

No emet cap tipus de radiació cap a l'exterior, semblaria com si estigués mort tèrmicament.

El seu any dura 83,7 dels nostres, però el seu dia és més curt, fa 17h i 14 m. I gira en senti retrògrad, al revés que nosaltres. Una singularitat que el caracteritza és que gira ajagut, això vol dir que el seu eix de rotació està inclinat i sembla gairebé horitzontal envers nosaltres.

No se sap si és com conseqüència d'un impacte amb un cos de la mida de la Terra, que el va fer girar així, o, si tal com es diu ara, pot ser per culpa d'una ressonància 1:2 entre Júpiter i Saturn.

Se'l considera un planeta de gel, no de gas, format per gels d'aigua, amoníac i metà. El seu centre està format per un nucli rocallós (5%), un oceà interior dels tres elements esmentats abans tots barrejats (80%)  i una atmosfera superficial que formaria el 15% restant. Aquesta atmosfera estaria composta per hidrogen molecular (82%), heli (15%) i metà (2%) que seria el culpable del seu color blau pàl·lid, a l'absorbir les radiacions vermelles i reflectir les blaves.

L'oceà interior podria està ionitzat degut a la pressió que suporta i això podria ser la causa de que es generés un camp magnètic per raó de la conductivitat de l'aigua. Aquest camp no estaria centrat en el centre geomètric del planeta sinó damunt de l'oceà.

El planeta també presenta anells, que es van descobrir accidentalment el 1977 estudiant l'ocultació d'una estrella. S’hi van detectar nou anells. La Voyager 2 en va descobrir dos més i el Hubble encara dos mes, en total, fins ara, 13 anells. Són força tènues i estan formats per fragments de gel de metà i amoníac amb una mida d'entre pols i 10 metres. 

També se li coneixen 27 llunes, entre elles les clàssiques com Titània, Oberó, Umbriel, Ariel i Miranda de grossa a petita. Aquests noms corresponen a personatges d'obres literàries de Shakespeare i Pope.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 255 del març de 2021

Neptú

 És el vuitè i últim dels planetes. Després seu  ja trobem el cinturó de Kuiper i, encara més enllà, el núvol d’Oort. És el quart planeta en diàmetre i el tercer per massa. Va ser descobert més tard que Urà, el qual presentava unes pertorbacions a la seva òrbita, que, de forma matemàtica, van demostrar que devia existir un nou planeta, encara desconegut, que li pertorbava l’òrbita. Era Neptú.

Així va ser descobert amb l’ajut del telescopi per Le Verrier, prop de la posició on Boubard, Galle i Adams l’havien predit. Va ser el 23 de setembre de 1846. Tot seguit es va descobrir Tritó, el seu satèl·lit més gran. La sonda Voyager 2 el va sobrevolar l’agost de 1989.

La seva atmosfera està composta principalment per hidrogen i heli, com Júpiter i Saturn, i conté també una proporció de gels com aigua, amoníac i metà. Aquest últim és el que li dona la seva aparença blava. A diferència d’Urà, si que presenta variacions a la seva atmosfera. Té una gran taca fosca i vents sostinguts que arriben als 2.100 km/h amb màxims de fins 9660 km/h. La seva temperatura superficial es troba sobre els -218ºC. També té 14 satèl·lits i tres anells, encara que cap d’ells visibles per un telescopi d’aficionat.

Els anells semblen ser molt joves i produïts per fragmentació d’algun satèl·lit ja existent o un asteroide. Se’ls van adjudicar els noms dels astrònoms que van participar en el descobriment del planeta. Es van descobrir el 1968.

Des que es va descobrir fins el 2011, no havia completat una òrbita sencera, o sigui, que els seus «habitants» només tenen un any de vida, estil neptunià.

El seu principal satèl·lit, Tritó, sembla que sigui un cos del cinturó de Kuiper atrapat per la gravetat del planeta. Nereida, el segon satèl·lit descobert, i el tercer en dimensions, és el que presenta la major excentricitat de tot el sistema solar. De la resta, sis van ser descoberts per la sonda Voyager 2 i els altres per rastreig telescòpic.

Amb Júpiter són els únics planetes que tenen una gravetat superior a la de la Terra. La seva estructura interna està composta per capes diverses.  Així es creu que té un nucli rocós cobert d’una crosta gelada, que abasta els dos terços del planeta i que està formada per roques, aigua, amoníac líquid i metà. El terç exterior seria una mescla de gasos no tan freds, composta per hidrogen, heli, aigua i metà. La seva troposfera es troba a uns 750 ºK, prop de 500ºC, sense que se sàpiga exactament el motiu d’aquest escalfament.

A la seva superfície s’han  descobert diverses tempestes, la Gran Taca Fosca, descoberta el 1989 per la Voyager 2 però que el 1994 ja no es va trobar amb el telescopi Hubble. També una altra anomenada Scooter, atès que es movia de forma molt ràpida. També es coneix la Petita Taca Fosca.

El fet de que la seva activitat atmosfèrica sigui superior a la d’Urà sembla que sigui a causa d’una escalfor interna del nucli més elevada. Això estaria argumentat perquè només rep del Sol un 40% de l’energia  d’Urà, però les seves temperatures superficials són semblants.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 254 del febrer de 2021

Arecibo, adéu

El passat dia 1 de desembre de 2020 va col·lapsar el radiotelescopi d’Arecibo. Era un telescopi destinat a captar senyals de ràdio provinents de l’espai. Es va construir entre 1958 i 1963 promogut per la Universitat de Cornell d’Estats Units i finançat per la National Science Foundation i la NASA.

Es troba a l’estat de Puerto Rico, a prop de la línia de l’equador i estava situat a una fondalada a gairebé 500 metres d’alçada. Tenia una antena esfèrica, no parabòlica, de 305 m de diàmetre col·locada damunt del mateix terra de la fondalada i tenia el mirall secundari penjant a sobre. Aquesta estructura de 27 m de diàmetre i unes 900 tones de pes és la que s’ha trencat i ho  ha fet malbé tot. Estava enlairada 150 m suportada per tres torres de ciment, d’entre 80 i 100 m d’alçada, que mitjançant 18 cables d’acer la mantenien suspesa.

Aquests cables són els que es van trencar per problemes de manteniment i afectacions de l’huracà Maria el 2017, i provocaren la caiguda, en dies, de la resta de la instal·lació que no ha pogut suportar el pes. Primer es va trencar un cable al mes d’agost i el 9 de novembre el segon. La resta no va poder aguantar més fins a col·lapsar. A la xarxa es poden trobar imatges del darrer moment, just la desfeta.

Ara, ja no es podrà recuperar, caldrà desmantellar-lo. Els seus hereus seran el radiotelescopi Ratan (1976) a Rússia, que té 576 m de diàmetre i el Fast (2016) a la Xina amb 500 m. Amb aquest darrer s’alternaven en la vigilància de qualsevol esdeveniment important doncs un el podia vigila durant el dia i l’altre a la nit.

De cara al públic, en general, potser la seva activitat més coneguda va ser la recerca de senyals extraterrestres que es poguessin considerar com existència de vida. Era el projecte SETI, en el qual aficionats de tot el món, podrien prestar el seu ordinador i dedicar-lo, en hores lliures, a fer aquesta recerca. També va ser força conegut per la gravació de la pel·lícula Contact, basada en la novel·la de Carl Sagan i Ann Druyan, on en aquest telescopi es capta un missatge provinent d’una intel·ligència extrarrestre, representada per un planeta de l’estrella Vega, que un cop desxifrat permet la construcció d’una nau interplanetària.

També va ser el lloc de rodatge, el 1995, de la pel·lícula Golden Eye de la sèrie de James Bond. Des d’aquest telescopi també es va llançar el 1974 el missatge xifrat cap el Cúmul d’Hèrcules, M13, distant 25.000 anys-llum. Un mapa de 23 per 79 píxels que incloïa números, figures i fórmules químiques. Va ser conegut com el missatge d’Arecibo.

També va descobrir, el 1964, que la rotació del planeta Mercuri era de 59 dies i no de 88 com es pensava fins aleshores. El 1968 es va identificar la situació del púlsar de la Nebulosa del Cranc, així com la seva periodicitat de 33 mil·lisegons.

El 1980 va fer la primera observació d’un cometa, el Encke i el 1989 va fotografiar l’asteroide Castalia, també per primer cop a la història de l’astronomia.

Va tenir un gran historial d’èxits. Gràcies per la feina feta.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 253 del gener de 2021

Clorofil·la, una molècula amb futur

Tots sabem que la clorofil·la es troba a les plantes i que hi dona el seu típic color verd. Potser el que  no sabem és que quan les fulles ens presenten aquests colors tan macos de tardor, grocs, vermells, marrons, que són els seus colors originals, és simplement perquè no els hi arriba la saba i no tenen el color clàssic que els hi dona la clorofil·la. Són d’aquests variats colors per l’absència de la clorofil·la, quan aquesta arriba tot es torna verd.

La clorofil·la és de color verd perquè absorbeix totes les radiacions que l’hi arriben del Sol sense importar-li el color, excepte la verda que la rebutja i la reflecteix.

Feta la presentació, cal explicar que el seu nom prové del grec de chloros (verd) i phyllon (fulla) i que es tracta d’una molècula present a totes les plantes, algues i cianobacteris que produeixen la fotosíntesi. Aquest és un procés químic que converteix el diòxid de carboni en compostos orgànics mitjançant l’energia solar.

Les plantes absorbeixen l’aigua per les arrels del terra i el gas carbònic per les fulles. Ambdues substàncies penetren dins la membrana cel·lular i es troben als cloroplastos. En aquests orgànuls es on, amb l’ajuda de la llum del Sol, fotons que alliberen electrons de la molècula de clorofil·la, es combinen per formar sucres com la glucosa, que després es guarden en la forma de midons. Aquests midons són els que es menjaran els herbívors per traspassar-els-hi l’energia que han capturat del Sol, o bé, via carnívors també ens arribarà als humans per alimentar-nos, o sigui, rebre l’energia del Sol. 

Hem transformat energia lluminosa en energia química amb un rendiment del 40%, el valor més alt en temes de transformació d’energia a la naturalesa.

Curiosament, aquesta reacció de fotosíntesi produeix un residu en forma de gas i que evacua a l’atmosfera que és l’oxigen. Únicament les plantes són responsables de l’existència d’oxigen lliure a l’atmosfera. Per ara no s’ha trobat a cap altre exoplaneta. Els primers organismes fotosintètics van evolucionar fa uns 3.500 milions d’anys utilitzant hidrogen o àcid sulfúric com a font d’electrons, en lloc de l’aigua. Els cianobacteris van aparèixer fa uns 3.000 milions d’anys i van ser els que van modificar l’atmosfera del planeta al començar a excretar oxigen com residu de la seva reacció fotosintètica, un cop van evolucionar fa uns 2.400 milions d’anys.

La quantitat d’energia capturada per la fotosíntesi és immensa, aproximadament uns 100 terawatts, o sigui un bilió de watts, cada any. Aquesta quantitat equival a unes sis vegades el consum humà anual. En total, els organismes fotosintètics converteixen uns 100.000 milions de tones de carboni en biomassa cada any.

Un altre detall quan parlem de fotosíntesi, cal recordar que la produeixen tots els vegetals terrestres però també els marins com les algues i el fitoplancton i que ajuden a reduir l’efecte hivernacle i controlar el canvi climàtic.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 252 de desembre de 2020

Sàpiens: de revolució en revolució

Des que va aparèixer la matèria, l’energia i el temps (Big-Bang) fa més 13.700 milions d’anys, després el Sol, fa 5.000 milions, la Terra fa 4.500 milions i fa 3.800 milions d’anys els primers organismes, tot ha continuat evolucionant.

Fa només 2,5 milions fa sorgir el primer Homo a l’Àfrica amb les seves eines de pedra i es va anar estenent per Euràsia, on va continuar evolucionant. Fa mig milió d’anys teníem els neandertals a Europa i Orient Mitjà. Poc després es va domesticar el foc i, tot seguit, fa 200.000 anys, l’Homo sapiens va evolucionar a l’est de l’Àfrica.

El fet de caminar drets des d’abans dels neandertals, veure’s millor a la sabana, per controlar possibles depredadors o trobar aliments, tenir les mans lliures per a fer senyals o tirar pedres, va permetre millorar aquestes darreres per poder fabricar i utilitzar eines cada cop més sofisticades. 

Poder coure els aliments al foc i alimentar-se amb més qualitat li va permetre fer créixer el cervell, encara que això li representés una major despesa d’energia i una reducció de massa muscular per poder-se barallar amb altres simis. Les seves cries van començar a néixer de forma prematura per evitar la mort de les femelles durant el part. Havien de parir abans que el cap fos massa gran i no pogués sortir del canal uterí.

Tenir més cervell era una avantatge evolutiva. Va ser la revolució cognitiva, va aparèixer el llenguatge que va permetre passar de saber donar alertes de perills a adquirir la capacitat de parlar de ficcions, com podrien ser els déus, coses que no existeixen però que tranquil·litzen l’esperit i esvaeixen els dubtes i les pors.

Fa 12.000 anys va sorgir la revolució agrícola, els sàpiens van aprendre a cultivar la terra i domesticar animals, passant de caçadors-recol·lectors nòmades a formar poblats permanents. Fa uns 5.000 anys ja van aparèixer l’escriptura, els diners i els regnes, a més de les religions politeistes.

La revolució científica va arribar fa 500 anys, va ser una revolució de la ignorància, descobrir que no tenien respostes per les preguntes més importants. El sàpiens va decidir invertir recursos en recerca per poder millorar. Va fer descobriments geogràfics i tecnològics. Va començar a progressar i adquirir poder.

Fa només 300 anys va sorgir la revolució industrial. Fins aquell moment només sabien utilitzar la força del cos per obtenir energia. Tan de les persones com de les bèsties. Transformaven els cereals i la carn que menjaven en energia, res més. Depenien del cicle solar i del cicle de creixement de les plantes. Ha sigut la revolució de la conversió energètica. Es va inventar la màquina de vapor. Poc després la màquina de combustió interna. Fa uns 130 anys es va començar a fer servir l’electricitat de forma industrial.

Aquesta revolució industrial es podria considerar gairebé una segona revolució agrícola. Ha trastocat les funcions tradicionals de les famílies i comunitats.

Extret del llibre Sàpiens de Yuval Noah Harari

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 243 de l'octubre de 2020

Calç, guix i ciment al Pla de l’Estany

Quan s’escriuen al cercador del patrimoni arquitectònic de Catalunya Invarquit (Inventari d’Arquitectura) paraules clau com «Pla Estany forn», només hi apareixen quatre registres: el forn de ciment de Vinyaplana a Porqueres, les rajoleries Masdemont i Mas Abella a Esponellà i la de ca l’Anglada a Fontcoberta. Al llibre Foc, terra i aigua de J. A. Abellan i de l’autor d’aquest article, publicat el 2018, surten relacionats 52 forns de calç, 19 de guix i 6 de ciment en tota la comarca del Pla de l’Estany. També s’informa de 32 rajoleries i 11 pous de glaç, a més de 67 forns de carbonet.

Els forns de calç són els més nombrosos, després dels de carbonet. Cal remarcar el del Camp del Prat a Serinyà i el de la Torre a Vilert com els més ben conservats -encara tenen la porta de la fogaina-, i el d’en Puig, a Vilademí, que conserva la porta feta en roca viva. Si en valorem el diàmetre són notables el de la Torre a Vilert (4,1 metres) i el del pla dels Suros (3,5 m), a Ollers. Pel que fa a l’alçada, destaquen el forn de cal Cucut, a Vilavenut; el del Camp del Prat, ja esmentat, i el de can Laqué, a Banyoles, tots d’uns 4 metres. Aquest darrer seria l’únic que es podria considerar industrial. També són interessants el de can Pedrosica, a Centenys, per la visibilitat dels talls geològics a les parets del forn; el del camp de can Ferrer, per tractar-se de dos forns adossats, i el de la Canova de Vilademí pel seu doble ús, com a forn de calç i possible habitacle.

Forn de calç del Camp del Prat

Forn de guix de l'Arn o de can Silet

       Forn de calç de can Pedrosica  

La major part eren per a autoconsum, encara que ens alguns casos al calciner, si se l’havia llogat se li donava una part de la cuita com a paga, o bé, se li deixava fer una nova cuita per a ell. A la nostra comarca no n’hem trobat cap superior als 4 m, però a Argelaguer, a la Garrotxa, n’hi ha un d’industrial de 4,8 metres d’amplada i 6,5 metres de fondària. De fet, al Pla de l’Estany no hi ha pedreres de calç. Tota la matèria primera prové de la llera del riu Fluvià o bé de còdols escampats pels camps. Cal dir que no s’ha trobat cap forn de calç ni a Cornellà del Terri ni a Camós, i que a l’únic trobat a Palol de Revardit segurament hi portaven la pedra en tombarells.

Quant als forns de guix, els més destacables són els de ca l’Illa, a Serinyà, i el de l’Arn o d’en Silet, a Porqueres, tots dos industrials. Sembla més antic el de can Ramon Benet, a Sant Martí de Campmajor, amb dos forns ara mal conservats. El Pla de l’Estany sí que és terra de guix. Hi ha guixeres, perfectament visibles avui en dia, com la del Mas Nou a Sant Martí de Campmajor, i la de l’Arn, a Porqueres que forma un talús de més de 50 metres de llarg i un front d’entre 6 i 8 metres d’alçada. La guixera de ca l’Illa, documentada ja el 1746, és la més remarcable. Va estar operativa fins al 1958, quan es va traslladar el forn que hi havia al cingle de damunt del riu Ser i es va emplaçar al costat del  mas. La guixera es troba a dalt del cingle i es pot visitar encara que l’accés, a peu per sobre del bosc de Ca l’Aulina, sigui una mica complicat.

De forns de ciment, d’altra banda, es conserven el de Montguix i el de Vinyaplana, a Porqueres, ambdós del segle XIX, i el d’en Segarra, a Riudellots de la Creu, ja més modern, del 1940. Els dos primers són sorprenents, ja que presenten una façana de pedra de més de 6 metres d’alçada en un lloc que abans era al mig del bosc, però que es trobava a prop de la matèria primera i, així, amb menys problemes de transport. Per a elaborar el ciment s’utilitzaven les margues de la comarca, però la seva qualitat no era gaire bona i la del ciment obtingut, tampoc. El punt d’extracció de margues més conegut és el del Trenc del Cimà, situat al costat sud del Puig de Sant Martirià a Banyoles.

En tota la comarca només a can Laqué, indústria de Banyoles, van disposar dels tres tipus de forn, però potser no van coincidir en el temps. Es transformaven com ho feia el negoci, o sigui el preu del producte al mercat. 

Publicat a la revista "Les Garrotxes" en el seu nº 26 de la tardor-hivern 2020

Segle XXI: Magnetisme

Si el segle XX pot ser conegut com el segle en el qual el desenvolupament de l’electricitat va servir  gairebé per a qualsevol ús, com ràdio, ordinadors, làsers, el segle XXI serà el del magnetisme.

En el moviment d’un cotxe per una carretera, la benzina que ens proporciona la impulsió serveix per a vèncer dos tipus de resistències. La primera el fregament de les rodes amb el terra i la segona la fricció de l’aire que tenim al davant. Si imaginem que la carretera fos una pista de gel, amb un simple impuls podríem avançar molts metres, doncs no tindríem el fregament del terra. El consum de benzina o electricitat, depenent del tipus de vehicle, seria mínim.

La major part de les centrals elèctriques es troben prop de les ciutats. El motiu és ben senzill, un 30% de l'electricitat generada a la planta es perd en la transmissió pels cables. No heu observat mai com s’arriba a escalfar un ordinador quan treballa o un carregador de mòbil quan l’endollem ?. Els electrons que circulen, els productors de l’electricitat, van xocant amb la resta d’àtoms que formen el fil elèctric, normalment de coure, i ho escalfen.

Des del 1911 es coneix que el mercuri quan es refreda a 4ºK (-269ºC) perd tota la resistència elèctrica. S’ha convertit en un material superconductor. Els nuclis dels àtoms de la seva xarxa interna resten quiets, com congelats, i els electrons poden circular sense cap mena de despesa energètica.

Per aconseguir aquestes propietats en aquells moments calia baixar prop del zero absolut. Cap el 1986 els físics van aconseguir les mateixes propietats en altres materials, ara ceràmics, sense tenir que baixar tant. Ho van fer a la temperatura de 92 ºK (-181ºC). A aquest nivell ja es podia fer servir nitrogen líquid, producte ja comercial que bull a 77ºK. Tot un èxit de la ciència.

El següent pas era clar, aconseguir aquest superconductivitat a temperatura ambient. Aquesta nova tecnologia ens permetria una nova gamma de productes com ordinadors ultra-ràpids i transferència de dades a molt alta velocitat.

El darrer rècord en superconductivitat a altes temperatures es va batre el 2018 a l’Institut Max Planck de Química a Mainz (Alemanya) per part de Mikhail Eremets et al.. Van treballar amb hidrur de lantà (LaH10) a una temperatura de -23ºC únicament. Ara bé la pressió de treball era de 170 gigapascals, més o menys la meitat de la pressió que hi ha al nucli del planeta.

Pels que vulgueu esbrinar més busqueu fonó (quàntum d’energia d’una ona mecànica) i parell de Cooper (dos electrons units formant un bosó).

Quan s’aconsegueixi un material superconductor a temperatura ambient es podria emprear per molts altres fins, com transportar energia solar i eòlica a grans distàncies o incrementar la capacitat de les saturades xarxes elèctriques, així com en aplicacions en informàtica i medicina. També tindrem el cotxe i el tren magnètic. I per sobre de tot, reduiríem el consum d’energia i la producció de diòxid de carboni que ens escalfa el planeta.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 250 de l'octubre de 2020