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El inacabable misterio físico de por qué los gatos siempre caen de pie

Los gatos siempre caen de pie. Explicarlo debería ser sencillo, pero el misterio continúa sin resolver a día de hoy.
9 de enero, 2020
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¿Cómo se las ingenian los gatos para siempre caer de pie? Se trata de un rompecabezas que debería ser fácil de resolver, pero a los físicos les ha tomado mucho tiempo y aún hay cosas que podemos aprender sobre esta forma de caer de los gatos.

Los intentos por dar una explicación científica a esta habilidad, comúnmente conocida como reflejo de enderezamiento del gato, son casi tan viejos como el propio estudio de la física.

El primero en publicar una investigación sobre el tema fue el científico francés Antoine Parent en el año 1700. Por contextualizar, Isaac Newton seguía vivo entonces y su gran trabajo, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, solo llevaba 13 años publicado.

El interés final de Parent no era solamente comprender la caída felina, quería investigar cómo los objetos pesados y grandes se mueven y rotan mientras se hunden en una posición de equilibro.

Como ocurrencia tardía, Parent sugirió que, al igual que un objeto pesado podría volcarse con el lado pesado hacia abajo en el agua debido al choque de la gravedad y una fuerza de flotación hacia arriba, un gato en caída libre podría ajustar su columna vertebral para voltearse, moviendo su centro de gravedad sobre el centro de flotabilidad.

Esta idea es considerada errónea ya que la flotabilidad del aire es demasiado débil para afectar a un gato durante la caída.

Aún así, esta explicación y otras derivadas permanecieron de forma común en libros sobre gatos durante mediados del siglo XIX.

Isaac Newton.

Getty Images
Desde los tiempos de Isaac Newton ya existía curiosidad por entender cómo se enderezaban los gatos en plena caída libre.

La comunidad física, sin embargo, ya había encontrado otras explicaciones. A comienzos del siglo XIX había un reconocimiento creciente de que ciertas propiedades fundamentales en la naturaleza se conservan en cualquier proceso físico.

A muchos les sonará de qué se trata la conservación de la energía. Es decir, que la energía no se crea ni se destruye, se transforma.

Por ejemplo, cuando un carro se mueve es por la conversión de la energía química del combustible en el movimiento mecánico de las ruedas. Cuando el carro para por la acción de los frenos, el movimiento se convierte en energía de calor debido a la fricción.

Se ha probado que este hecho se conserva en cualquier proceso físico. Para un solo objeto en movimiento, el impulso es el producto de la masa por la velocidad, y los objetos más pesados ​​y más rápidos tienen más impulso que los ligeros y lentos.

Otra ley de conservación fue reconocida a mitad del siglo XIX: el principio de conservación del movimiento angular. Una consecuencia inmediata de esta ley es la observación de que no es posible que un objeto comience a girar sin que otro objeto gire en sentido opuesto con la misma magnitud cinética.

Esto es bastante fácil de apreciar. Si te sientas en una silla con ruedas de oficina y giras tu cuerpo a la izquierda, la silla gira en sentido contrario hacia la derecha.

Una vez se reconoció la ley de la conservación de la energía, los físicos pronto determinaron que un gato simplemente no podía girar sobre sí mismo en caída libre una vez comienza a descender.

Secuencia de un gato cayendo.

Getty Images
El fisiólogo francés Etienne-Jules Marey derrumbó la teoría del movimiento angular en la caída del gato.

El consenso fue que un gato, en el momento en que comienza a caer, debe empujarse hacia fuera de su cavidad para crear una rotación inicial que lo haga aterrizar sobre sus pies.

Pero esta explicación fue derrumbada el 22 de octubre de 1894 en la Academia Francesa de las Ciencias por el fisiólogo Etienne-Jules Marey. Marey presentó una secuencia inédita de fotografías de un gato cayendo tomadas a alta velocidad, mostrando claramente que el gato cae sin ninguna rotación pero aún así consigue caer de pie.

La revelación de las fotografías condujo a la audiencia al caos. Un miembro de la Academia declaró que Marey “les había presentado una paradoja científica en contradicción directa con los principios mecánicos más elementales“.

¿Dónde se habían equivocado los científicos? Habían sucumbido al dicho de que “un poco de conocimiento es algo peligroso”. Los físicos, habiendo reconocido recientemente la conservación del momento angular, habían centrado su atención en el estudio de cuerpos rotativos rígidos, como una rueda de bicicleta o un planeta que gira.

Pero un gato, al igual que muchos de sus parientes, está lejos de ser un cuerpo rígido. Los gatos pueden doblarse, girarse y, por lo general, mover varias partes de su cuerpo para alcanzar una rotación neta, sin ningún movimiento angular.

Entonces, ¿cómo hacen para caer de pie?

Para ser justos, los físicos reconocieron rápidamente su error y propusieron varios mecanismos por los que un gato puede ser capaz de enderezarse a sí mismo usando varias manipulaciones de su cuerpo.

El más importante de estos mecanismos fue mostrado por los fisiólogos holandeses G.G.J. Rademaker y J.W.G ter Braak unos años más tarde, en 1935.

En aquel momento, la cuestión del enderezamiento de gato había sido tomada por investigadores del cerebro. Querían entender qué porciones del sistema nervioso del gato controlaban este reflejo.

Gato cayendo.

Getty Images
El modelo de Rademaker y Ter Braak reveló el movimiento más importante de los que realizan los gatos para caer con equilibrio.

Rademaker y Ter Braak ayudaron a responder estas preguntas, pero durante el proceso encontraron insatisfactorias las explicaciones físicas, por lo que decidieron construir las suyas propias.

Se imaginaron al gato como si fuera dos cilindros. Si el gato se dobla por la cintura, puede torcer las dos mitades de su cuerpo en direcciones opuestas, haciendo que sus momentos angulares opuestos se cancelen en gran medida.

Cuando se dobla, su cuerpo se orienta en una dirección diferente, a pesar de que el gato no tiene un momento angular fijo cuando comienza a caer.

Este movimiento, ahora conocido como el modelo de “doblar y girar” para enderezar de un gato, es posiblemente la maniobra más importante que ejecuta este felino durante el enderezamiento.

Pero las investigaciones sobre la física detrás de este fenómeno no culminaron aquí. Rademaker y Ter Braak presentaron solo el modelo más simple de un gato giratorio. Capturaron la esencia del movimiento, pero no todos los detalles.

¿Qué podemos aprender de los gatos en caída?

A fines de los 60, el misterio volvió a cobrar interés porque la NASA quería enseñar a sus astronautas a cómo girarse en ambientes flotantes.

Esta vez, el reto lo asumieron ingenieros de la Universidad de Stanford, quienes usaron simulaciones computarizadas para redefinir el modelo los fisiólogos. Sin embargo, no está claro que alguna vez los astronautas hayan intentado ejecutar el movimiento de “doblado y girado” en el espacio.

A día de hoy, las investigaciones sobre el movimiento de los gatos continúan en otro campo de estudio: la robótica.

Los ingenieros se han inspirado frecuentemente en la naturaleza para diseñar mejores robots. La caída del gato, en este caso, no iba a ser para menos, ya que minimiza el daño físico gracias a la ejecución de su caída.

Miembro de la NASA en entorno sin gravedad.

Getty Images
La NASA se interesó en el movimiento de los gatos al caer para enseñar a los astronautas a girar en entornos sin gravedad.

Se han creado varios prototipos de gatos robóticos, pero ninguno de ellos ha conseguido adaptar su caída para aterrizar de pie desde cualquier posición inicial.

Entonces, ¿cómo lo hace el gato? Parece que la respuesta es bastante complicada.

Aunque el “doblo y giro” es la maniobra más importante, el gato claramente usa distintos movimientos para girarse de la forma más rápida y eficiente.

Aunque los físicos a menudo buscan la solución más simple para un problema, la naturaleza busca la más efectiva, independientemente de cuán complicado sea.

El instinto de los físicos de buscar soluciones simples todavía conlleva a discrepancias.

En respuesta a un artículo científico reciente que presenté sobre las matemáticas del reflejo de los gatos durante su caída, un crítico argumentó que el modelo de “doblar y girar” debe estar equivocado porque había visto un video de YouTube de un gato cayendo y no parecía moverse de esa forma.

Los gatos son conocidos por ser guardianes de los secretos y su reflejo de enderezamiento sigue siendo un misterio para muchos científicos hasta el día de hoy.


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Cuartoscuro

La UNAM recibirá denuncias por violencia de género en planteles que se mantienen en paro

La UNAM instaló mesas afuera de las Preparatorias 7 y 9, así como en la Facultad de Filosofía y Letras, para recibir denuncias y dar seguimiento a reclamos por violencia de género en los planteles.
Cuartoscuro
Por Notimex
8 de enero, 2020
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La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) instaló hoy mesas afuera de las Preparatorias 7 y 9, así como en la Facultad de Filosofía y Letras, para recibir denuncias y dar seguimiento a los reclamos por violencia de género en dichas instalaciones.

En un comunicado, la UNAM reiteró su llamado a los grupos que mantienen cerradas esas instalaciones a que las devuelvan permitan la reanudación inmediata de las actividades académicas.

También propuso la instalación de mesas de trabajo para el combate permanente a la violencia de género y la edificación de una nueva ciudadanía y una universidad en equidad.

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La UNAM reconoció que la violencia de género registrada en la sociedad afecta también a esta casa de estudios y por ello empeña sus esfuerzos en procurar su erradicación.

En ese sentido, resaltó que las estudiantes tienen derecho a sentirse seguras, protegidas y respetadas en su dignidad personal y para ello cuentan con el respaldo total de la administración central.

Además de que las víctimas de acoso o agresión sexual serán protegidas en los términos del protocolo de atención para estos casos y sus datos personales serán resguardados en todo momento.

Como parte de esos propósitos, también resalto que quienes sean denunciados como agresores se les instruirá a no presentarse en las instalaciones universitarias hasta que no concluyan los procedimientos de investigación correspondientes y se hayan emitido las resoluciones conforme a derecho.

Lee más: Complicidad e ‘intereses’ en la UNAM frenan denuncias por violencia de género: Tribunal Universitario

Además de exhortar a la comunidad universitaria y a los padres de familia a evitar todo tipo de provocaciones y polarizaciones que conllevan los paros prolongados, y a confluir en los esfuerzos para erradicar la violencia de género en la UNAM.

En un comunicado, refirió que las mesas de la Unidad de Atención a Denuncias fueron instaladas por las autoridades de Rectoría, de la Dirección General de la Escuela Nacional Preparatoria (DGENP) y de la Facultad de Filosofía y Letras.

Graue acude por primera vez a Filosofía tras el paro

El rector de la UNAM, Enrique Graue, acudió por primera vez en persona a la Facultad de Filosofía y Letras (FFyL), a dos meses de que alumnas tomaran las instalaciones en protesta contra el acoso sexual.

Se presentó en una sesión extraordinaria del consejo técnico de la Facultad y estuvo alrededor de 40 minutos, de las casi tres horas y media que duró la reunión.

Además, se anunció la renuncia del secretario técnico, Ricardo García Artega. Su separación del cargo era una de las demandas de las paristas, ya que el funcionario fue uno de los denunciados por acoso sexual durante el movimiento #MeToo en redes sociales.

En el Consejo Técnico participan tanto profesores como estudiantes consejeros, representantes de cada carrera. La sesión realizada este miércoles fue convocada por el director Jorge Linares para analizar una propuesta de recalendarización de actividades.

Sin embargo, Mujeres Organizadas de FFyL, quienes tienen tomado el plantel, advirtieron que cancelarían la mesa de diálogo pactada para el 15 de enero si se aprobaba un nuevo calendario antes de un acuerdo para reabrir la Facultad.

Graue propuso entonces organizar más mesas de trabajo para terminar de afinar los acuerdos del pliego petitorio que el próximo 15 pretenden aprobar para retomar las clases.

Después de las horas de discusión, en las que hubo varias manifestaciones de la urgencia de programar el regreso a actividades, según relató un consejero, el Consejo decidió aplazar la votación del calendario para no entorpecer el diálogo con las paristas, y retomar la propuesta de más mesas de trabajo.

En tanto, en la Prepa 9, que este 9 de enero tendrá su mesa de diálogo con autoridades, hubo una reunión solo de estudiantes para hacer propuestas sobre los pasos a seguir.

En caso de que finalmente se entregue la prepa, se dará un plazo de 20 días para que los directivos presenten avances de investigaciones a los profesores acusados de acoso. Si se mantiene el paro, se propuso comenzar una denuncia por fuera de la UNAM para que haya una investigación, según explicó un alumno.

Aunque la UNAM instaló mesas de la Unidad para la Atención de Denuncias (UNAD) en los tres planteles que siguen en paro. Pero según un estudiante de la Prepa 9, hubo quejas de sus compañeras de que ni siquiera les levantaron la denuncia con el argumento de que es imposible que se haga algo si la escuela sigue cerrada.

La directora, Gabriela Martínez Miranda, publicó un video en redes sociales en el que reconoció que hay un punto en el que no hay acuerdo con los estudiantes: sanción inmediata a profesores acusados de acusación. Según ella, la escuela no puede hacer nada porque no hay una denuncia formal. Esto a pesar de que en ese plantel incluso se encontraron unos lentes con los que un profesor de natación tomaba video a las adolescentes.

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