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Cómo la mecánica cuántica explica el calentamiento global - Lieven Scheire

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    Probablemente hayas escuchado que
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    el dióxido de carbono
    está calentando la Tierra,
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    pero ¿cómo funciona?
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    ¿Es como el cristal de un invernadero
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    o como una manta aislante?
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    Bueno, no del todo.
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    La respuesta tiene que ver un poco
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    con la mecánica cuántica,
    pero no te preocupes.
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    Vamos a empezar
    con un arco iris.
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    Si te fijas bien en
    la luz solar separada
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    a través de un prisma,
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    verás huecos oscuros donde
    han desaparecido bandas de colores.
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    ¿A dónde fueron?
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    Antes de llegar a nuestros ojos,
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    diferentes gases absorbieron
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    esas específicas partes del espectro.
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    Por ejemplo,
    el oxígeno gaseoso tomó
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    parte de la luz
    de color rojo oscuro
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    y el sodio atrapó
    dos bandas de amarillo.
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    ¿Pero por qué esos gases
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    absorben colores específicos de luz?
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    Aquí es donde entramos
    en el terreno cuántico.
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    Cada átomo y molécula
    tiene un número determinado
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    de posibles niveles de energía
    para sus electrones.
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    Para cambiar sus electrones
    desde el estado fundamental
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    a un nivel superior,
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    la molécula necesita obtener
    una cierta cantidad de energía.
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    Ni más, ni menos.
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    Consigue esta energía de la luz,
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    que viene en mayores niveles
    de energía de los que puedes contar.
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    La luz consiste en unas pequeñas
    partículas llamadas fotones
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    y la cantidad de
    energía en cada fotón
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    corresponde a su color.
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    La luz roja tiene menos energía
    y una longitud de onda más larga.
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    La luz púrpura tiene mayor energía
    y una longitud de onda más corta.
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    La luz del sol ofrece todos
    los fotones del arco iris,
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    por lo que una molécula
    de gas puede elegir
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    los fotones que llevan
    la cantidad exacta de energía
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    necesaria para desplazar la molécula
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    a su siguiente nivel de energía.
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    Cuando se hace
    este emparejamiento,
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    el fotón desaparece
    al ganar la molécula
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    su energía
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    y tenemos un pequeño hueco
    en nuestro arco iris.
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    Si el fotón transporta
    demasiada o muy poca energía,
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    la molécula no tiene otra elección
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    que dejarlo pasar.
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    Por esa razón
    el vidrio es transparente.
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    Los átomos del vidrio
    no se emparejan bien
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    con ninguno de los niveles
    de energía en la luz visible,
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    por lo que los fotones lo atraviesan.
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    Entonces, ¿qué fotones
    prefiere el dióxido de carbono?
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    ¿Dónde está la línea negra
    en nuestro arco iris
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    que explica el calentamiento global?
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    Bueno, no está allí.
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    El dióxido de carbono
    no absorbe la luz
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    directamente del sol.
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    Absorbe la luz
    de un cuerpo celeste
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    completamente diferente.
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    Uno que no parece estar
    emitiendo luz en absoluto;
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    la Tierra,
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    Si te preguntas
    por qué nuestro planeta
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    no parece estar brillante,
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    es porque la tierra
    no emite luz visible.
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    Emite luz infrarroja.
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    La luz que
    nuestros ojos pueden ver,
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    incluyendo todos
    los colores del arco iris,
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    es solo una pequeña parte
    del espectro más amplio
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    de la radiación electromagnética,
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    que incluye ondas
    de radio, microondas,
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    infrarrojo, ultravioleta, rayos X
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    y rayos gamma.
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    Puede parecer extraño
    pensar en estas cosas como luz,
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    pero no hay ninguna
    diferencia fundamental
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    entre la luz visible y otra
    radiación electromagnética.
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    Es la misma energía,
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    pero a un nivel superior o inferior.
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    De hecho, es un poco presuntuoso definir
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    el término luz visible
    por nuestras propias limitaciones.
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    Después de todo, la luz infrarroja
    es visible para las serpientes,
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    y la luz ultravioleta
    es visible para los pájaros.
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    Si nuestros ojos estuvieran
    adaptadas para ver luz
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    de 1900 megahercios,
    entonces un teléfono móvil
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    sería una linterna
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    y una torre de telefonía celular
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    sería como una gran linterna.
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    La tierra emite
    radiación infrarroja
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    porque cada objeto
    con una temperatura
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    por encima del
    cero absoluto emite luz.
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    Esto se conoce
    como radiación térmica.
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    A mayor temperatura que
    un objeto consiga,
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    mayor es la frecuencia
    de luz que emite.
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    Cuando calientas
    una pieza de hierro,
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    esta emitirá más y más
    frecuencias de luz infrarroja
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    y después, a una temperatura
    cercana a los 450ºC,
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    su luz alcanzará
    el espectro de visibilidad.
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    En un primer momento,
    se verá al rojo vivo.
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    Y con mucho más calor,
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    se volverá blanco.
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    con todas las frecuencias
    de luz visibles.
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    Así es como
    las bombillas tradicionales
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    fueron diseñadas para funcionar
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    y porqué son un derroche,
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    el 95% de la luz que emiten
    es invisible a nuestros ojos.
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    Se pierde
    en forma de calor.
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    La radiación infrarroja
    de la tierra escaparía al espacio
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    si no hubiera moléculas
    de gas de efecto invernadero
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    en nuestra atmósfera.
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    Así como el gas de oxígeno
    prefiere los fotones de rojo oscuro,
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    el dióxido de carbono
    y otros gases de efecto invernadero
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    se emparejan
    con fotones infrarrojos.
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    Ellos suministran
    la cantidad de energía necesaria
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    para desplazar las moléculas
    de gas a un nivel energético superior.
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    Poco después de que una molécula
    de dióxido de carbono
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    absorbe un fotón infrarrojo,
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    caerá de nuevo a su
    nivel de energía anterior,
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    y soltará un fotón
    a una dirección aleatoria.
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    Parte de esta energía
    retorna entonces
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    a la superficie de la Tierra,
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    causando el calentamiento.
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    A mayor cantidad de
    dióxido de carbono en la atmósfera,
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    es más probable
    que los fotones infrarrojos
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    regresen a la Tierra
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    y cambien nuestro clima.
Title:
Cómo la mecánica cuántica explica el calentamiento global - Lieven Scheire
Speaker:
Lieven Scheire
Description:

Ver la lección completa en: http://ed.ted.com/lessons/how-quantum-mechanics-explains-global-warming-lieven-scheire

Probablemente has escuchado que el dióxido de carbono está calentando la Tierra. Pero ¿cómo lo hace? Lieven Scheire utiliza un arcoíris, una bombilla y un poco de la física cuántica para describir la ciencia detrás del calentamiento global.

Lección de Lieven Scheire, animation de STK Films.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:01

  • Omar Estaitih Ávila

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    Apologies!
    Omar

Spanish subtitles

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