1

Us presentem una sèrie de conferències -dins del marc de la ciència- pensades per alumnes de secundària, batxillerat i pel públic en general. El nostre objectiu és divulgar la ciència i despertar el interès per l’àmbit científic i tècnic a la nostra societat i mostrar-la des d’una perspectiva més propera i actual. Totes les conferencies estan pensades per acabar de personalitzar-les d’acord amb les necessitats concretes del grup a que vagin dirigides.

Andrés Aragoneses és professor de física a la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) des de 2004 i ha estat

professor de secundaria durant 8 anys. Des de 1995 ha investigat en diferents camps de la física i actualment ho fa en

dinàmica no lineal dels làsers.

A la seva vessant divulgativa ha impartit diverses conferencies de divulgació de relativitat, cosmologia, física i ciència-

ficció, tant a agrupacions astronòmiques, a universitats, museus i centres de secundaria i primària de Catalunya. De

manera regular ho fa a centres de secundaria de Terrassa dins la Mostra de Coneixement de l’Ajuntament de Terrassa

(des del 2008 fins a l’actualitat).

Col·labora dins del programa “El submarí” a la radio municipal de Terrassa dirigint la secció de divulgació científica “la Via Làctia” a on setmanalment explica les noticies relacionades amb la ciència i conceptes vinculats amb ella.

Organitza i dirigeix anualment les Jornades de Divulgació de Relativitat de Terrassa (2008-2012), amb el suport del mNACTEC i l’Ajuntament de Terrassa i participa habitualment a la Fira Modernista de Terrassa impartint conferencies sobre la física al modernisme (la relativitat, la radioactivitat i la física quàntica)

També escriu amb regularitat articles de divulgació al “Diari de Terrassa”

Informació i contacte: andres.aragoneses@planetadavinci.com

2

Índex

1. Introducció a la relativitat d’Einstein i aplicacions 2. Conseqüències sorprenents i paradoxes a la relativitat 3. Relativitat general: de la poma als forats negres

4. Relativitat i neutrins: quan la física surt en portada 5. Física al segle XXI: el bosó de Higgs 6. Caos i complexitat: ciència sorprenent al teu voltant 7. Els exòtics forats negres 8. Cosmologia: una passejada per la historia de l’Univers 9. La conquesta de l’espai a la ciència-ficció i les lleis de la física 10. L’astronomia en la ciència-ficció 11. Les catàstrofes naturals a la ciència-ficció 12. Els super-herois no ho són tant 13. La ciència a “Big Bang Theory” 14. La ciència a STAR WARS

15. El sorprenent món quàntic 16. La radioactivitat a través de la ciència-ficció

17. Sant Jordi, don Quixot i altres histories de ciència 18. La física a la orquestra 19. La ciència a la obra de Dalí 20. La física al modernisme (conferència ambientada)

3

1. Introducció a la relativitat d’Einstein i aplicacions

Conferencia on es pretén explicar, de manera amena i didàctica, els principis bàsics de la relativitat

d’Einstein, tot fent servir exemples i experiments mentals intuïtius i fent èmfasi en les seves sorprenents

conseqüències. Amb aquesta conferencia es repassen conceptes de física general i es dona informació de

les principals aplicacions de la teoria i on es fa servir avui dia.

A cavall entre el segle XIX i el XX va sorgir la necessitat de canviar els conceptes d’espai i temps. Va

ser Einstein qui, amb un experiment mental senzill, es va atrevir a fer aquest canvi. Es mostraran les

principals conseqüències de la relativitat i s’analitzaran per tal de mostrar que, tot i ser aparentment anti-

intuïtives, la natura es comporta d’aquesta manera.

Es mostrarà alguna de les famoses paradoxes de la relativitat. Aquestes situacions semblen indicar que

hi ha errors dins la teoria, però fent un anàlisi detallat es pot concloure que no hi ha cap error dins la

relativitat especial. Al final es parlarà de les aplicacions d’aquesta teoria científica al món quotidià i en el

desenvolupament del nostre coneixement del món en que vivim.

També es pretén mostrar cóm s’investiga en ciència i cóm, fent-se les preguntes adients es pot avançar i

ampliar el nostre coneixement de la natura.

inici

Informació i contacte: andres.aragoneses@planetadavinci.com

4

2. Conseqüències sorprenents i paradoxes a la relativitat

Aquesta seria la continuació lògica de la conferencia anterior de relativitat. Aquí es vol treballar la imaginació i el raonament lògic i rigorós,

tot plantejant preguntes lògiques que apareixen quan una nova teoria s’ha presentat. Aquestes preguntes lògiques a vegades no tenen respostes

intuïtives i s’han d’acceptar els nous resultats, tot i que poden contradir la nostra experiència quotidiana.

En aquesta conferencia es repassen els principals resultats de la relativitat i es passa a estudiar diversos casos particulars on, aparentment, entra

en contradicció aquesta teoria, per a demostrar posteriorment que no existeixen aquestes contradiccions dins la teoria i què es fa en ciència per a

validar una teoria.

Són famoses les paradoxes de la relativitat, situacions físiques on, aparentment un mateix fenomen té dues interpretacions contradictòries. La

relativitat es una teoria física complerta on la única font de paradoxes és el haver comès algun error en la aplicació de la teoria. La paradoxa

dels bessons, on un bessó envelleix més a poc a poc que l’altre, la paradoxa del cotxe i el garatge on un cotxe de 5 metres hi cap en un garatge de

4 metres, la paradoxa de l’esquiador que cau per un forat, però que no cau, ... Amb l’anàlisi d’aquestes situacions s’aconsegueix entendre

millor la relativitat i els seus efectes. Aquest joc de paradoxes ens fa plantejar la validesa dels resultats físics, així com aprendre la importància

de ser rigorosos quan fem ciència. També ens ensenya que la natura és com és i si nosaltres la volem descriure hem d’aprendre a jugar

amb les seves normes, i tenir la ment oberta a sorprenents resultats i visions del món.

inici

5

3. Relativitat general: de la poma als forats negres

Aquesta conferencia estarà centrada en el concepte de gravitació.

Es repassaran les idees de la gravitació universal de Newton i de

cóm Einstein va veure la necessitat de modificar-la. Es un clar

exemple de com funciona el mètode científic, de com evoluciona i

es perfecciona el coneixement humà. Es comentaran les idees que

dugueren a Einstein a unir la relativitat especial amb la gravitació i

les conseqüències que això va implicar. Conceptes com Big Bang,

forat negre o GPS estan íntimament lligats a la relativitat general de

1915. En acabar es mencionaran alguns intents actuals de modificar

la relativitat general, tot i que, desprès de 97 anys, s'ha observat tot

allò que ha predit.

4. Relativitat i neutrins: quan la física surt en portada

Al setembre de 2011 va sortir en portada dels diaris de tot el món la noticia de l’experiment

d’OPERA, en que uns científics havien observat unes partícules viatjant més despresa que la

llum. Si això fos cert podria suposar un canvi paradigmàtic a la física, anant en contra de la

relativitat especial d’Einstein. El neutrins, unes partícules elementals molt difícil de detectar, han

estat envoltades de incògnites des de que es proposà la seva existència, ara fa vuitanta anys. En

aquesta conferència farem un repàs per alguns del descobriments més importants del segle XX i

potser del XXI. Explicarem els trets bàsics de la teoria relativitat, què se sap i què no dels neutrins i

en què va consistir l’experiment d’OPERA. En aquest passeig es podrà veure un exemple de cóm

funciona el mètode científic.

inici

6

5. Física al segle XXI: el bosó de Higgs

A l’hora de descriure amb èxit les partícules elementals i les seves interaccions (electrons, fotons, neutrins, ...) hi ha un model que funciona

molt bé: model estàndard de física de partícules. Aquest model però, va predir fa uns quaranta anys l’existència d’una misteriosa partícula: el

bosó de Higgs. Després de tot aquest temps, al juliol de 2012 es va anunciar que s’havia trobat. Però cóm pot una teoria física predir l’existència

d’una partícula? Que vol dir haver trobar aquest bosó? Quines implicacions pel coneixement de l’Univers té aquest Higgs? Que hagués

passat si no s’hagués trobat? Farem un repàs pels avanços en el model de física de partícules des de mitjans del segle XX fins al juliol de 2012,

mostrant cóm funciona el mètode científic i aprofundir en la estructura de la matèria.

6. Caos i complexitat: ciència sorprenent al teu voltant

Pot l'aleteig d'una papallona al Brasil provocar un huracà al

Canadà? Els darrers anys els conceptes de caos i complexitat s’han

mostrat molt útils a moltes disciplines de la ciència: matemàtiques,

física, biologia, neurologia, sociologia, economia, ...

El comportament d’algunes lluernes, o de les xarxes socials, o les

telecomunicacions, el cervell, les òrbites dels planetes o la

meteorologia poden explicar-se o conèixer-se millor amb les eines

relacionades amb el concepte de caos o de complexitat.

Avui dia hi ha molts fenòmens que no es poden explicar reduint-

los a les lleis bàsiques dels seus components (cèl·lules o àtoms), hi

ha fenòmens emergents que s’han d’explicar per si mateixos i aquí,

la complexitat hi té molt a dir.

7

7. Els exòtics forats negres

Aquesta conferencia fa una introducció als principals objectes estel·lars (nanes blanques, estrelles de neutrons, forats negres) i descriu què són,

cóm es formen i quines particularitats tenen els forats negres.

És parla de la vida de les estrelles i de cóm evolucionen. L’episodi final d’una estrella la pot dur a esdevenir una nana blanca, una estrella de

neutrons o un forat negre, depenent de la seva massa inicial. Aquests tres són uns dels objectes més exòtics de l’univers. Els primers s’han

detectat directament. Els darrers s’han detectat indirectament.

Es dedicarà un temps també a parlar de la estructura dels forats negres així com les

conseqüències de situar-se a prop d’un d’ells. A tal fi, s’aprofita per a comentar els trets

principals de la relativitat general, que mostra en aquests objectes algunes de les seves més

sorprenents conseqüències.

També es comenta cóm es busquen aquests objectes a l’espai, quin és l’estat actual del

coneixement d’aquest objectes i cóm els científics se les enginyen per a detectar objectes molt

llunyans que no són visibles directament.

inici

8

8. Cosmologia: una passejada per la historia de l’Univers

Aquesta conferencia pretén descriure els intents de la humanitat per descriure l’univers al llarg de la historia i explicar quina ha estat la

seva evolució des de el Big-Bang fins als nostres dies així con la seva evolució futura. Es fa també un repàs al mètode científic i a cóm

evoluciona el coneixement en un àmbit concret com és l’origen i la historia de l’univers.

L’esser humà, en totes les cultures, ha estat sempre encuriosit per el cel, els astres, l’univers. Des de l’albor de la humanitat hom s’ha preguntat el

cóm és el món i per què és cóm és.

Avui en dia disposem d’una gran quantitat d’informació sobre l’Univers. D’aquest informació cal destacar els descobriments dels últims deu

anys. Uns anys que han estat molt actius per els astrofísics i els cosmòlegs ja que aquesta ciència ha avançat notablement i s’han obert noves

possibilitats al futur de l’univers en que vivim, la majoria d’elles molt sorprenents.

S’aprofita per a descriure els trets més generals de la teoria de la relativitat general, eina

fonamental en la descripció de l’origen i evolució de l’univers. Es parla del Big-Bang, es parla

del significat de les equacions d’Einstein i les seves implicacions, i s’analitzen els possibles

futurs de l’univers, la matèria fosca, l’energia fosca i la seva possible relació amb la

mecànica quàntica.

inici

9

9. La conquesta de l’espai a la ciència-ficció i les lleis de la física

Amb aquesta conferencia es fan servir escenes de pel·lícules de ciència-ficció per a repassar conceptes de física, química, geologia,

matemàtiques o biologia. Es vol transmetre la importància de que siguem persones crítiques en l’àmbit científic, fins i tot al cinema.

S’analitzen escenes de films tot raonant la seva veracitat per tal de discernir entre ciència i ficció.

En aquesta primera conferencia de ciència-ficció es fan servir pel·lícules de viatges per l’espai per a tractar temes com el moviment rectilini

uniformement accelerat, l’acceleració centrípeta, els límits del cos humà, el principi de conservació de la energia, algun concepte de relativitat,

la mecànica de Newton,... S ’analitzen escenes on no es compleixen les lleis de la física i es raona de quina manera s’haurien d’haver

presentat. Es fan preguntes a l’auditori sobre algunes de les escenes abans de ser comentades per l’orador.

Algunes de les pel·lícules tractades són la sèrie “Star Wars”, “2001, una odissea de l’espai”, “Spaceship troopers”, “Galactica”, “De la Terra a la

Lluna”, “Star Treck” entre d’altres.

inici

10

10. L’astronomia en la ciència-ficció

Fent servir la eina de la ciència-ficció es presentaran alguns dels objectes més rellevant de l’Univers. Planetes, satèl·lits, estrelles, forats

negres, galàxies, .... han aparegut a gran quantitat de films de ficció. A vegades la presentació d’aquest cossos ha estat verídica i rigorosa, però a

vegades no s’han tingut en compte alguns aspectes que fa irreals les pel·lícules.

Amb la excusa del cinema es fa un breu repàs de aquests objectes astronòmics. Què és una estrella?, cóm es

formen els planetes?, què és un forat negre?, d’on venen els cometes? Es comenta la formació d’aquests

objectes, el seu comportament, la seva evolució i la seva possible mort. Amb alguns conceptes físics ja

coneguts per els alumnes i alguns de nous s’analitza el contingut científic presentat en films coneguts com

“Superman”, “Senyals del futur”, “Deep-impact”, “Contact”, ...

11. Les catàstrofes naturals a la ciència-ficció A la historia del cinema han anat apareixent pel·lícules classificades com a catastrofistes, films on alguna desgracia,

ja sigui d’origen humà o d’origen natural, mata una gran part de la humanitat, si no a tota. Si bé ja ha hagut

catàstrofes d’ambdós orígens a la Terra, moltes de les solucions que en presenta el cinema no són verídiques. No

tenen en compte conceptes o càlculs bàsics. Mostrarem que la majoria d’aquestes pel·lícules són errònies.

Conceptes elementals com la geometria de figures senzilles, el principi de conservació de la energia, les lleis de

Newton, la transferència de calor, la notació científica, càlculs orientatius, es tractaran en aquesta conferencia.

S’analitzen films com “Armageddon”, “Deep-impact”, “El nucli”, “El dia de demà”, “Senyals del futur”, “Indiana

Jones i la màscara de vidre”, “L’increïble home minvant” ...

11

12. Els súper-herois no ho són tant

Tothom ha vist alguna pel·lícula de súper-herois on aquests llueixen un ampli repertori de poders sobrehumans. El joves

gaudeixen molt d’aquests films. Sense voler desmitificar Hollywood, en aquesta conferencia s’analitza, amb els conceptes

de ciència senzills, la viabilitat d’algunes de les accions d’aquests personatges. Poder volar, força il·limitada, capacitat

per a tornar-se invisible, veure a través dels objectes, ... són alguns del poders que s’analitzen i es raona fins a on permeten

les lleis de la física arribar.

Temes com la física de Newton, cinemàtica, força de fregament, electricitat, magnetisme, es repassen en aquesta conferencia i

potser s’introdueix algun de nou.

13. La ciència a “Big Bang Theory”

La sèrie de televisió Big Bang Theory, on hi intervenen uns joves científics, tots del

prestigiós Institut Tecnològic de Califòrnia, està farcida de ciència. En els seus diàlegs i en

la ambientació hi surten contínuament referències a conceptes i fenòmens científics

ben trobats i rigorosos. En aquesta conferencia es mostraran diverses de les seqüències de

la sèrie i s’analitzaran, aprofitant per a explicar conceptes físics importants a la vida

quotidiana i a la recerca actual. Temes d’astronomia, de cosmologia, de satèl·lits, de

física clàssica, el grafé, la velocitat de la llum, la física quàntica, la teoria de cordes són

alguns dels conceptes que es tractaran en aquesta exposició.

inici Informació i contacte: andres.aragoneses@planetadavinci.com

12

14. La ciència a STAR WARS

Es poden construir espases de llum? Pot la nau de Han Solo superar la velocitat de la llum? Hi ha alguna cosa

a l'univers que es pugui correspondre amb "la força"? És la ciència d’una galàxia molt, molt llunyana

semblant a la nostra?

La saga Star Wars la segueix una gran quantitat de gent. Està considerada com a ciència-ficció però, és de

debò la ciència que ens mostra? En aquesta presentació es pretén fer un repàs d'algunes escenes de la

pel·lícula a fi de parlar de ciència i aprendre alguns conceptes de física, des d'explicar cóm funciona un

quotidià làser fins als trets bàsics de la relativitat d'Einstein. Es mostrarà perquè no sempre es pot veure la

trajectòria d'un feix làser i què s'ha de fer ver veure-ho o quin mètode fan servir els astrofísics per detectar

planetes de fora del sistema solar..

15. El sorprenent món quàntic

La mecànica quàntica es una de les branques de la física on

més s’està investigant avui dia i que té més aplicacions a la

nostra societat. També és una de les disciplines on més

s’haurà de treballar en els propers anys i on molts del nostres

joves hauran de fer la seva aportació o bé fer-la servir. En

aquesta conferencia es vol donar a conèixer els principis

bàsics de la física quàntica, així com les seves aplicacions i

les actuals línies d’investigació. Es comença parlant dels seus

orígens, als primers anys del segle XX. És una teoria que

funciona bé, però que filosòficament no va convèncer a molts

dels científics de la època (Einstein, Schrödinger, ...)

Com es tracta d’una teoria poc intuïtiva, es comenten alguns

experiments i les seves conseqüències, veient que el món

d’allò més petit es comporta de manera molt diferent al

nostre món macroscòpic.

Conceptes com ordinadors quàntics, fotònica, objectes

invisibles, acceleradors de partícules, el bosó de Higgs,

micro forats negres, ...

inici

13

16. La radioactivitat a través de la ciència-ficció.

En aquesta conferencia s’explicaria que és i quina ha estat la evolució de la radioactivitat a la nostra societat, a

través de escenes de conegudes pel·lícules de ciència-ficció (K-19, Desafío total, los Simpsons, Iron man, ...). Es

donaria a conèixer conceptes poc coneguts en general d’un fenomen físic que tenim molt a prop i que sovint

genera discussió.

Començarà amb una introducció, d'uns 15 minuts, als conceptes de radioactivitat natural, artificial, isòtop

radioactiu, unitats de mesura i efectes sobre els éssers vius. Desprès ja es podran analitzar les escenes de cinema i

ampliar les explicacions inicials.

17. Sant Jordi, don Quixot i altres histories de ciència

Poden existir els dracs? Són totes les experiències de “don Quixot” fruit de la seva imaginació o hi ha quelcom de

científic en elles? Pot el Baró de Munchhausen estirar fort de les seves botes per a impulsar-se fins a la Lluna? És

possible fer un viatge com els de Gulliver?

En aquesta conferència es farà un repàs per la literatura universal, tot analitzant la ciència que hi ha al darrere.

Amb ella es pretén aprofitar per repassar conceptes senzills de ciència i altres més exòtics. Es mostrarà la

importància de tenir la ment oberta i de ser crítics amb la informació que rebem.

inici

14

18. La física a la orquestra

Aquesta activitat és una conferència conjunta amb un petit concert de violí. S’explicaran els conceptes bàsics de la física de les ones i

la seva relació amb els instruments de corda. Què és la freqüència, la longitud d’ona o el període? Quina relació tenen aquests

conceptes físics amb els conceptes de to, intensitat o harmònics? Es descriurà el funcionament dels instruments de corda i de vent.

S’aprofitarà per fet un senzill experiment d’ones i les explicacions aniran intercalades amb petites peces musicals tocades en directe.

19. La ciència a la obra de Dalí

Salvador Dalí era una persona inquieta, interessada per estar

informat sobre els diferents aspectes de la societat en que vivia.

Entre d’altres temes, volia conèixer els avenços científics del

seu temps. A la seva obra podem trobar mostres dels seus

coneixements al voltant de la teoria de la relativitat, la física

quàntica o l’ADN. En aquesta conferencia s’analitzaran

alguns dels seus quadres i es buscarà la ciència que hi ha

darrera d’ells. Relativitat, òptica, física quàntica, matemàtiques

o dinàmica de sistemes complexos són alguns del temes que es

tractaran, tant importants a la seva època com avui dia. Es

donarà una visió global de la ciència i de com es pot gaudir tant

descobrint-la com observant un quadre.

inici

15

20. La física al modernisme (conferència ambientada)

Entre finals del segle XIX i principis del segle XX, període artístic nomenat com a

“modernisme o art noveau”, la física va sofrir un canvi important. Es varen posar

les bases de tota la nova física dels segles XX i XXI. Aparegueren la relativitat

especial, la relativitat general, la radioactivitat i la física quàntica.

Aquestes teories van canviar la manera d'entendre i visualitzar el món, amb les seves

implicacions filosòfiques. Els conceptes d'espai, temps, matèria i energia deixen de

ser absoluts. La posició o la velocitat d'una partícula ja no es poden determinar amb

infinita precisió. Les partícules es poden comportar com a ones i viceversa. La

probabilitat i l'atzar apareixen en els resultats científics rigorosos.

La conferència es presentarà de manera ambientada. El conferenciant, que anirà vestit d'època, situarà la seva exposició al voltant

dels anys 1900. S'exposaran objectes antics, originals que s'aniran mostrant al llarg de la exposició, i que els assistents podran observar

en acabar aquesta.

En aquesta conferència es pot:

a) Introduir breument aquestes teories i fer un repàs de la seva importància.

b) Introduir amb més detall la teoria de la relativitat especial.

c) Explicar la teoria de la relativitat general i les seves implicacions.

d) Introduir amb més detall la teoria quàntica

e) Explicar que és la radioactivitat i la seva importància.

16

També disposem de cursets d’entre 10 i 20 hores de historia de

la física, física moderna o astronomia entre d’altres

Informació i contacte: andres.aragoneses@planetadavinci.com 630 425 541