El madrileño cuyas ecuaciones pueden valer un millón de dólares

Javier Gómez-Serrano a los 13 años fue seleccionado por el programa ESTALMAT (Estímulo del talento matemático). Ahora es uno de los siete investigadores menores de 32 años a los que la Real Sociedad Matemática Española y la Fundación BBVA entregan los Premios Vincent Caselles 2017.

Una de las especialidades de Gómez-Serrano es la mecánica de fluidos, tras el legado de Claude-Louis Navier y George Gabriel Stokes.

En 2011 se anunció que el equipo formado por Gómez-Serrano, Ángel Castro (ENS París), Diego Córdoba (ICMAT – CSIC), Francisco Gancedo (Universidad de Sevilla) y  Charlie Fefferman – ganador de la medalla Fields -de Princeton había hecho un importante avance hacia la resolución del problema de las ecuaciones de Navier-Stokes.

El equipo de Gómez-Serrano presentó sus propias ecuaciones en un modelo que introducía dos elementos, vacío y fluido. Que las olas teóricas se correspondiesen con las naturales era fundamental. Las que calcula el investigador no son las del tanque de agua de un sismólogo.

Tras pasar por la Universidad Politécnica de Catalunya y la École Polytechnique Féderale de Lausana, Suiza, Gómez-Serrano se doctoró en la Universidad Autónoma de Madrid y desde 2013 trabaja en la Princeton University.

La cultura académica en Estados Unidos es distinta a la española y se refleja en los proyectos. Hay más inversión privada y se hacen apuestas arriesgadas que se rentabilizan a largo plazo.

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http://www.elespanol.com/ciencia/investigacion/20170705/228977903_0.html

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Las ecuaciones que nadie ha conseguido resolver y que valen un millón de dólares

Existen una serie de fenómenos que se escapan del deseable pleno control del ser humano, pero tienen en común que están originados por los fluidos, que desde un punto de vista físico-químico son conjuntos de partículas unidas entre sí por fuerzas débiles que permiten que ante una fuerza externa las posiciones de sus moléculas varíen y fluyan.

La parte de la Física que estudia los fluidos y sus aplicaciones es la mecánica de fluidos. Se divide en hidrostática (se ocupa de los fluidos en reposo o en equilibrio) y la hidrodinámica (fluidos en movimiento). Tiene mucha relación con las matemáticas, como se verá a continuación.

En 1822, el matemático e ingeniero francés Claude-Louis Navier deduce un sistema de ecuaciones que describe el comportamiento de algunos fluidos. Veinte años después, Sir George Gabriel Stokes, partiendo de un modelo diferente, completa la descripción de esas ecuaciones, bautizadas como ecuaciones de Navier-Stokes en honor a ambos. Se obtienen aplicando los principios de conservación de la mecánica y la termodinámica a un volumen fluido. Así se obtiene la llamada formulación integral de las ecuaciones.

Estas ecuaciones determinan el comportamiento de los llamados fluidos newtonianos, que son aquellos cuya resistencia a deformaciones (viscosidad) puede considerarse constante en el tiempo.

En los años treinta del siglo XX, el matemático francés Jean Leray avanzó en el intento de resolución demostrando que existen soluciones y son únicas, pero solo localmente (en el entorno de un punto), definiendo conceptos que se aproximen a la solución (soluciones débiles) y probando su existencia. Conjeturó que el fenómeno de la turbulencia podría tener que ver con la existencia de lo que los matemáticos llaman singularidades de las soluciones del sistema de ecuaciones.

El meteorólogo Edward Lorenz se planteó en los años sesenta la cuestión de si, resueltas las ecuaciones de Navier-Stokes, se podría predecir el tiempo meteorológico con mayor precisión y a más largo plazo. Simplificó mucho las ecuaciones, dando valores numéricos concretos y tratando de aproximarlas. Un mínimo error de observación cambiaba completamente el tiempo que haría al cabo de una semana. Lorenz bautizó este efecto con una imagen muy impactante y mediática, el efecto mariposa (El aleteo de una mariposa en Japón puede provocar un huracán en Los Ángeles), origen de la teoría del caos.

Fuente y más información:

http://sevilla.abc.es/ciencia/abci-navier-stokes-ecuaciones-nadie-conseguido-resolver-y-valen-millon-dolares-201705021028_noticia.html