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Unos 350 matemáticos han participado en los once encuentros celebrados por el Centro Internacional de Encuentros Matemáticos (CIEM) este año

Alrededor de 350 profesionales de las matemáticas y la investigación científica se han dado cita a lo largo de 2019 en el Centro Internacional de Encuentros Matemáticos (CIEM) de la Universidad de Cantabria.

Entre marzo y noviembre han tenido lugar un total de 11 congresos de diversos contenidos matemáticos.

Carlos Beltrán, director del CIEM, ha destacado la fuerte vocación de divulgación de la ciencia y las matemáticas que tiene el Centro, organizando periódicamente actividades con las que los ciudadanos de Castro Urdiales han podido acercarse un poco a la labor que hacen los matemáticos.

Fuente y más información:

https://www.ifomo.es/articulo/cantabria/cantabria-350-matematicos-han-participado-once-encuentros-celebrados-ciem-ano/20191126164617116491.html

Cómo ayudan las matemáticas a entender el cambio climático

Estos días se está celebrando en Madrid la conferencia número 25 del Convenio de Cambio Climático de la ONU.

Los indicadores, basados en modelos matemáticos, nos dicen que debemos actuar si queremos que el planeta sea viable.

Debemos observar la naturaleza, trasladar nuestras observaciones a lenguaje matemático y formular hipótesis. Cuando hagamos esto tendremos un modelo de la naturaleza. Por ejemplo, si queremos estudiar el movimiento de un proyectil, podemos formular un modelo en el que la trayectoria descrita es una parábola:

El modelo nos sirve para cualquier objeto que deseemos lanzar.

Ahora nos interesan especialmente  las ecuaciones que describen el movimiento de las masas de aire y que dan lugar a los modelos de predicción meteorológica: las ecuaciones de Navier Stokes.

En el caso de los modelos climáticos la cuestión se complica bastante: por una parte, debemos decidir con qué escala de tiempo trabajamos.

Lo que sí podemos hacer es observar y, en ese sentido, tenemos datos para preocuparnos. Cuando observamos un aumento sustancial de la temperatura del planeta deberían encenderse las alarmas.

El gráfico de la imagen superior demuestra observa que en en los últimos 80 años la temperatura global ha subido un grado. Eso conlleva el aumento del nivel de los océanos, con la inundación de zonas costeras, pero también el acceso a materia vegetal que hasta ahora era inaccesible por estar congelado.

Los datos se estudian, se ajustan y se proponen ecuaciones que los reflejen. Se comprueba que las mediciones anteriores funcionan para el modelo que hemos realizado y con eso se supone que también van a predecir bien el comportamiento futuro. Esto se hace con ciertas cautelas: se piensa que la plantación de árboles ayuda a capturar CO2, pero ahora se está comprobando que los árboles no están capturando tanto dióxido de carbono como se esperaba.

En la década de 1960 Syukuro Manabe, investigador en la agencia estadounidense de la Atmósfera y el Océano (NOAA), elaboró un modelo informático según el cual, si se duplicaba la concentración de CO2 en la atmósfera, la temperatura global subiría dos grados (ya ha aumentado uno). Ese era el inicio de los modelos que predicen el cambio climático y en 2017 obtuvo el premio BBVA Fronteras del Conocimiento, junto a James Hansen, otro investigador que predijo el calentamiento global.

En un modelo climático se suele considerar la esfera terrestre rodeada de una malla en la que las celdas se constituyen por latitud y longitud, añadiendo además factores como la presión atmosférica y la altitud.

Los modelos, como tales no son únicos, pero sus hipótesis se basan en leyes de conservación. En el caso de modelos atmosféricos necesitamos imponer ecuaciones de conservación del momento, conservación de la masa, conservación del agua y una ecuación de estado. Con los modelos climáticos oceánicos ocurre algo similar, pero también hay que considerar, por ejemplo, la conservación de la salinidad.

Los condicionantes matemáticos conducen a modelos diferentes. Además de cambiar la resolución con la que se trabaja también podemos cambiar ligeramente las hipótesis de partida con las que establecemos las condiciones de contorno de las ecuaciones que intervienen en el modelo.

Leer más:

https://www.abc.es/ciencia/abci-como-ayudan-matematicas-entender-cambio-climatico-201912020059_noticia.html

Fractales: qué son esos patrones matemáticos infinitos a los que se les llama "la huella digital de Dios"

Las galaxias, las nubes, el sistema nervioso o las costas contienen patrones interminables conocidos como fractales.

El concepto procede de Benoit Mandelbrot, un matemático polaco nacionalizado francés y estadounidense, que en gran medida fue autodidacta, nunca aprendió formalmente el alfabeto, pero tuvo un don para ver los patrones ocultos de la naturaleza.

Dedicó toda su vida a buscar una base matemática simple para las formas irregulares del mundo real.

Las formas de las nubes nubes, montañas, costas, brócolis y helechos tienen algo en común, algo intuitivo, accesible y estético.

Hay un principio matemático llamado autosimilitud, que describe cualquier cosa en la que la misma forma se repite una y otra vez a escalas cada vez más pequeñas, como se ve en las ramas de los árboles.

Se bifurcan y se bifurcan nuevamente, repitiendo ese simple proceso una y otra vez a escalas cada vez más pequeñas.

Mandelbrot se dio cuenta de que la autosimilitud era la base de un tipo completamente nuevo de geometría. A eso le dio el nombre de fractal, y es a eso a lo que a veces se le llama “la huella digital de Dios”.

El matemático había aceptado un trabajo en IBM a fines de la década de 1950 para obtener acceso a su increíble poder de cómputo y dar rienda suelta a su obsesión con las matemáticas de la naturaleza.

Con una supercomputadora de nueva generación, comenzó a investigar una ecuación muy curiosa y extrañamente simple que podía usarse para dibujar una forma muy inusual.

La siguiente ilustración es una de las imágenes matemáticas más notables jamás descubiertas, es el conjunto de Mandelbrot.

Cada forma dentro del conjunto contiene un número infinito de formas más pequeñas, que contiene un número infinito de otras formas aún más pequeñas y así, sin fin.

Sin embargo, toda esta complejidad proviene de una ecuación increíblemente simple. Y eso nos obliga a repensar la relación entre simplicidad y complejidad.

Hay algo en nuestras mentes que dice que la complejidad no surge de la simplicidad; que debe surgir de algo complicado. Pero lo que nos dicen las matemáticas en toda esta área es que reglas muy simples dan lugar naturalmente a objetos muy complejos.

La matemática fractal, junto con el campo relacionado de la teoría del caos, ha revelado la belleza oculta del mundo, ha inspirado a científicos en muchas disciplinas, incluyendo cosmología, medicina, ingeniería y genética, e incluso a artistas y músicos.

Fuente:

https://www.bbc.com/mundo/noticias-50604356

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