La fórmula danesa de manejo de pilotes es una fórmula que permite tener un buen calibre de la capacidad de carga de un montón conducido.
Historia [ editar ]
La fórmula fue construida por el ingeniero civil danés Andreas Knudsen en 1955. Se realizó como parte de su proyecto final en la Universidad Técnica de Dinamarca y se publicó para el Congreso Geotécnico en Londres en 1956. Más tarde se convirtió en parte del Código Danés. de Práctica para la Fundación de Ingeniería y fue nombrado.
La fórmula [ editar ]
La dilución es el proceso de disminuir la concentración de un soluto en una solución , generalmente mediante la mezcla con más disolvente, como agregar más agua a una solución. Diluir una solución significa agregar más solvente sin agregar más soluto. La solución resultante se mezcla completamente para garantizar que todas las partes de la solución sean idénticas.
La misma relación directa se aplica a los gases y vaporesdiluidos en el aire, por ejemplo. Aunque, la mezcla completa de gases y vapores puede no ser tan fácil de lograr.
Por ejemplo, si hay 10 gramos de sal (el soluto) disuelto en 1 litro de agua (el solvente), esta solución tiene una cierta concentración de sal ( molaridad ). Si se agrega 1 litro de agua a esta solución, la concentración de sal se reduce. La solución diluida aún contiene 10 gramos de sal (0.171 moles de NaCl ).
dónde
- c 1 = concentración inicial o molaridad
- V 1 = volumen inicial
- c 2 = concentración final o molaridad
- V 2 = volumen final
Ecuación habitación purga básica [ editar ]
La ecuación básica de purga de habitaciones se utiliza en la higiene industrial . Determina el tiempo requerido para reducir una concentración de vapor conocida existente en un espacio cerrado a una concentración de vapor más baja. La ecuación solo se puede aplicar cuando el volumen de vapor o gas purgado se reemplaza por aire o gas "limpio". Por ejemplo, la ecuación se puede usar para calcular el tiempo requerido a una cierta tasa de ventilación para reducir una alta concentración de monóxido de carbono en una habitación.
A veces la ecuación también se escribe como:
- dónde
- D t = tiempo requerido; la unidad de tiempo utilizada es la misma que se usa para Q
- V = volumen de aire o gas del espacio cerrado o habitación en pies cúbicos, metros cúbicos o litros
- Q = tasa de ventilación dentro o fuera de la habitación en pies cúbicos por minuto , metros cúbicos por hora o litros por segundo
- C inicial = concentración inicial de un vapor dentro de la habitación medido en ppm
- C final = concentración reducida final del vapor dentro de la habitación en ppm
Ecuación ventilación de dilución [ editar ]
La ecuación básica de purga de habitaciones solo se puede utilizar para los escenarios de purga. En un escenario donde un líquido se evapora continuamente de un recipiente en una habitación ventilada, se debe usar una ecuación diferencial :
donde la tasa de ventilación ha sido ajustada por un factor de mezcla K :
- C = concentración de un gas
- G = tasa de generación
- V = volumen de la habitación
- Q ′ = tasa de ventilación ajustada del volumen
Soldadura [ editar ]
La dilución en términos de soldadura se define como el peso del metal base fundido dividido por el peso total del metal de soldadura. Por ejemplo, si tenemos una dilución de 0.40, la fracción del metal de soldadura que proviene del electrodo consumible es 0.60.
Un conteo de arrastre es una unidad sin dimensiones utilizada por los ingenieros aeroespaciales donde 1 conteo de arrastre es igual a unde 0.0001. [1] [2]
Definición [ editar ]
Un conteo de arrastre Se define como:
dónde:
- es la fuerza de arrastre , que es por definición el componente de fuerza en la dirección de la velocidad del flujo, [4]
- es la densidad de masa del fluido, [5]
- es la velocidad del objeto en relación con el fluido y
- Es el área de referencia .
El coeficiente de arrastre se utiliza para comparar las soluciones de diferentes geometrías por medio de un número sin dimensiones. Un conteo de arrastre se usa como una medida más fácil de usar ya que el coeficiente de arrastre es generalmente mucho menor que 1. Un conteo de arrastre de 200 a 400 es típico de un avión en crucero. [6] Una reducción de un conteo de arrastre en un avión de transporte civil subsónico significa aproximadamente 200 lb más en la carga útil.
La ecuación de Drake es un argumento probabilístico utilizado para estimar el número de civilizaciones extraterrestres comunicativas activas en la galaxia de la Vía Láctea . [1] [2]
Frank Drake escribió la ecuación en 1961 , no con el propósito de cuantificar el número de civilizaciones, sino como una forma de estimular el diálogo científico en la primera reunión científica sobre la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI). [3] [4] La ecuación resume los conceptos principales que los científicos deben contemplar al considerar la cuestión de otra vida radio-comunicativa. [3] Se considera más adecuadamente como un problema de Fermi que como un intento serio de concretar un número preciso.
La crítica relacionada con la ecuación de Drake no se enfoca en la ecuación en sí, sino en el hecho de que los valores estimados para varios de sus factores son altamente conjeturales, el efecto combinado es que la incertidumbre asociada con cualquier valor derivado es tan grande que la ecuación no puede ser Se utiliza para sacar conclusiones firmes.
Ecuación [ editar ]
La ecuación de Drake es:
dónde:
- N = el número de civilizaciones en nuestra galaxia con las cuales podría ser posible la comunicación (es decir, las que se encuentran en nuestro cono de luz pasado actual);
y
- R ∗ = la tasa promedio de formación de estrellas en nuestra galaxia
- f p = la fracción de esas estrellas que tienen planetas
- n e = el número promedio de planetas que potencialmente pueden sustentar la vida por estrella que tiene planetas
- f l = la fracción de planetas que podrían sustentar la vida que realmente desarrolla la vida en algún momento
- f i = la fracción de planetas con vida que realmente continúa desarrollandovida inteligente (civilizaciones)
- f c = la fracción de civilizaciones que desarrollan una tecnología que libera signos detectables de su existencia en el espacio
- L = el tiempo durante el cual tales civilizaciones liberan señales detectables en el espacio
Utilidad [ editar ]
La ecuación de Drake equivale a un resumen de los factores que afectan la probabilidad de que podamos detectar las radiocomunicaciones de la vida extraterrestre inteligente. [1] [5] [14] Los últimos cuatro parámetros, f l, f i , f c , y L , no se conocen y son muy difíciles de estimar, con valores que varían en varios órdenes de magnitud (ver crítica ). Por lo tanto, la utilidad de la ecuación de Drake no está en la resolución, sino en la contemplación de todos los diversos conceptos que los científicos deben incorporar al considerar la cuestión de la vida en otro lugar, [1] [3]y le da a la cuestión de la vida en otra parte una base para el análisis científico . La ecuación de Drake es una afirmación que estimula la curiosidad intelectual sobre el universo que nos rodea, por ayudarnos a comprender que la vida como la conocemos es el producto final de una evolución natural y cósmica, y por ayudarnos a darnos cuenta de cuánto somos parte. ese universo [6] Lo que la ecuación y la búsqueda de la vida han hecho es enfocar la ciencia en algunas de las otras preguntas sobre la vida en el universo, específicamente la abiogénesis , el desarrollo de la vida multicelular y el desarrollo de la inteligencia en sí. [15]Dentro de los límites de nuestra tecnología existente, cualquier búsqueda práctica de vida inteligente distante debe ser necesariamente una búsqueda de alguna manifestación de una tecnología distante. Después de unos 50 años, la ecuación de Drake sigue siendo de importancia fundamental porque es un "mapa de ruta" de lo que necesitamos aprender para resolver esta pregunta existencial fundamental. [1] También formó la columna vertebral de la astrobiología como ciencia; Aunque la especulación es entretenida para dar contexto, la astrobiología se ocupa principalmente de hipótesis que encajan firmemente en las teorías científicas existentes.. Unos 50 años de SETI no han podido encontrar nada, a pesar de que los radiotelescopios, las técnicas de recepción y las habilidades computacionales han mejorado enormemente desde principios de la década de 1960, pero se ha descubierto, al menos, que nuestra galaxia no está llena de transmisores alienígenas muy poderosos. Transmisión continua cerca de la frecuencia de hidrógeno de 21 cm . Nadie podría decir esto en 1961. [16]Modificaciones [ editar ]
Como muchos observadores han señalado, la ecuación de Drake es un modelo muy simple que no incluye parámetros potencialmente relevantes, [17] y se han propuesto muchos cambios y modificaciones a la ecuación. Una línea de modificación, por ejemplo, intenta dar cuenta de la incertidumbre inherente en muchos de los términos. [18]Otros señalan que la ecuación de Drake ignora muchos conceptos que podrían ser relevantes para las probabilidades de contactar otras civilizaciones. Por ejemplo, David Brin afirma: "La ecuación de Drake simplemente habla de la cantidad de sitios en los que surgen espontáneamente las ETI. La ecuación no dice nada directamente sobre la sección de contacto entre un ETIS y la sociedad humana contemporánea". [19]Debido a que es la sección de contacto lo que interesa a la comunidad SETI, se han propuesto muchos factores adicionales y modificaciones de la ecuación de Drake.- Colonización
- Se ha propuesto generalizar la ecuación de Drake para incluir efectos adicionales de civilizaciones alienígenas que colonizan otros sistemas estelares . Cada sitio original se expande con una velocidad de expansión v , y establece sitios adicionales que sobreviven para toda la vida L . El resultado es un conjunto más complejo de 3 ecuaciones. [19]
- Factor de reaparición
- Además, la ecuación de Drake se puede multiplicar por la cantidad de veces que puede ocurrir una civilización inteligente en planetas donde ha ocurrido una vez. Incluso si una civilización inteligente llega al final de su vida después de, por ejemplo, 10,000 años, la vida aún puede prevalecer en el planeta durante miles de millones de años, permitiendo que la próxima civilización evolucione . Por lo tanto, varias civilizaciones pueden ir y venir durante la vida útil de un mismo planeta. Por lo tanto, si n r es el número promedio de veces que una nueva civilización reaparece en el mismo planeta donde una civilización anterior una vez apareció y terminó, entonces el número total de civilizaciones en tal planeta sería 1 + n r , que es el realFactor de reaparición agregado a la ecuación.
- El factor depende de lo que generalmente es la causa de la extinción de la civilización . Si generalmente es por una incapacidad temporal, por ejemplo un invierno nuclear , entonces n r puede ser relativamente alto. Por otro lado, si es generalmente por una incapacidad permanente, como la evolución estelar , entonces n rpuede ser casi cero. En el caso de la extinción total de la vida, un factor similar puede ser aplicable para f l , es decir, cuántas veces puede aparecer la vida en un planeta donde ha aparecido una vez.
- Factor meti
- Alexander Zaitsev dijo que estar en una fase comunicativa y emitir mensajes dedicados no es lo mismo. Por ejemplo, los humanos, aunque están en una fase comunicativa, no son una civilización comunicativa; no practicamos actividades como la transmisión intencional y regular de mensajes interestelares. Por esta razón, sugirió introducir el factor METI (mensajes a la inteligencia extraterrestre) a la ecuación clásica de Drake. [20]Definió el factor como "la fracción de civilizaciones comunicativas con conciencia planetaria clara y no paranoica", o expresada alternativamente, la fracción de civilizaciones comunicativas que realmente participan en la transmisión interestelar deliberada.
- El factor METI es algo engañoso, ya que no es necesario que la civilización transmita mensajes de forma activa y con propósito para recibir una transmisión enviada por otra persona que está buscando el primer contacto. Simplemente se requiere que tengan sistemas receptores compatibles y capaces operacionales; Sin embargo, esta es una variable que los humanos no pueden estimar con precisión.
- Gases biogenicos
- La astrónoma Sara Seager propuso una ecuación revisada que se centra en la búsqueda de planetas con gases de biosignatura. [21] Estos gases son producidos por organismos vivos que pueden acumularse en la atmósfera de un planeta hasta niveles que pueden detectarse con telescopios espaciales remotos. [22]
-
- N = el número de planetas con signos de vida detectables
- N ∗ = el número de estrellas observadas
- F Q = la fracción de estrellas que están tranquilas
- F HZ = la fracción de estrellas con planetas rocosos en la zona habitable
- F O = la fracción de aquellos planetas que se pueden observar
- F L = la fracción que tiene la vida.
- F S = la fracción en la que la vida produce un gas de firma detectable
Seager enfatiza: "No estamos descartando la Ecuación de Drake, que es realmente un tema diferente", explicando que "Desde que Drake creó la ecuación, hemos descubierto miles de exoplanetas. Nosotros, como comunidad, hemos revolucionado nuestros puntos de vista en cuanto a lo que posiblemente podría haber allí. Y ahora tenemos una pregunta real en nuestras manos, una que no está relacionada con la vida inteligente: ¿Podemos detectar algún signo de vida de alguna manera en un futuro muy cercano? ” [23]Estimaciones [ editar ]
Estimaciones originales [ editar ]
Existe un considerable desacuerdo sobre los valores de estos parámetros, pero las "suposiciones educadas" utilizadas por Drake y sus colegas en 1961 fueron: [24] [25]- R ∗ = 1 año −1 (1 estrella formada por año, en promedio durante la vida de la galaxia; esto se consideró conservador)
- f p = 0.2 a 0.5 (una quinta a la mitad de todas las estrellas formadas tendrán planetas)
- n e = 1 a 5 (las estrellas con planetas tendrán entre 1 y 5 planetas capaces de desarrollar vida)
- f l = 1 (el 100% de estos planetas desarrollará vida)
- f i = 1 (100% del cual desarrollará vida inteligente)
- f c = 0.1 a 0.2 (10-20% de los cuales podrán comunicarse)
- L = 1000 a 100,000,000 años (que durará entre 1000 y 100,000,000 años)
Insertar los números mínimos anteriores en la ecuación da un N mínimo de 20 (ver: Rango de resultados ). La inserción de los números máximos da un máximo de 50,000,000. Drake afirma que dadas las incertidumbres, la reunión original concluyó que N ≈ L , y probablemente hubo entre 1000 y 100,000,000 civilizaciones en la galaxia de la Vía Láctea .Estimaciones actuales [ editar ]
Esta sección trata e intenta enumerar las mejores estimaciones actuales para los parámetros de la ecuación de Drake.Tasa de creación de estrellas en nuestra galaxia, R ∗ [ editar ]
Los últimos cálculos de la NASA y la Agencia Espacial Europea indican que la tasa actual de formación de estrellas en nuestra galaxia es de aproximadamente 0,68 a 1,45 M ☉ de material por año. [26] [27] Para obtener el número de estrellas por año, esto debe tener en cuenta la función de masa inicial (IMF) de estrellas, donde la masa promedio de la nueva estrella es de aproximadamente 0.5 M ☉ . [28] Esto da una tasa de formación de estrellas de aproximadamente 1,5–3 estrellas por año.Fracción de esas estrellas que tienen planetas, f p [ editar ]
El análisis reciente de las encuestas de microlentes ha encontrado que f p puede aproximarse a 1, es decir, las estrellas son orbitadas por los planetas como norma, en lugar de la excepción; y que hay uno o más planetas unidos por estrella de la Vía Láctea. [29] [30]Número promedio de planetas que podrían soportar la vida por estrella que tiene planetas, n e [ editar ]
En noviembre de 2013, los astrónomos informaron, basada en Kepler misión espacial de datos, que podría haber hasta 40 mil millones tamaño de la Tierra planetas orbitando en las zonas habitables de estrellas como el Sol y las estrellas enanas rojas dentro de la Vía Láctea . [31] [32] 11 mil millones de estos planetas estimados pueden estar en órbita alrededor de estrellas similares al Sol. [33] Dado que hay cerca de 100 mil millones de estrellas en la galaxia, esto implica que f p · n e es aproximadamente 0.4. El planeta más cercano en la zona habitable es Proxima Centauri b., que está tan cerca como a unos 4.2 años luz de distancia.El consenso en la reunión de Green Bank fue que n e tenía un valor mínimo entre 3 y 5. periodista científico holandés Govert Schilling ha opinado que este es optimista. [34] Incluso si los planetas están en la zona habitable, el número de planetas con la proporción correcta de elementos es difícil de estimar. [35] Brad Gibson, Yeshe Fenner y Charley Lineweaver determinaron que aproximadamente el 10% de los sistemas estelares de la galaxia Vía Láctea son hospitalarios para la vida, al tener elementos pesados, estar lejos de las supernovas y permanecer estables durante un tiempo suficiente. [36]El descubrimiento de numerosos gigantes gaseosos en órbita cercana con sus estrellas ha generado dudas de que los planetas que sostienen la vida comúnmente sobreviven a la formación de sus sistemas estelares. Los llamados Júpiter calientes pueden migrar de órbitas lejanas a órbitas cercanas, en el proceso de alterar las órbitas de los planetas habitables.Por otro lado, la variedad de sistemas estelares que pueden tener zonas habitables no se limita solo a estrellas de tipo solar y planetas del tamaño de la Tierra. Ahora se estima que incluso los planetas con mareas cerradas cerca de estrellas enanas rojas podrían tener zonas habitables , [37] aunque el comportamiento de estas estrellas podría argumentar en contra de esto. [38] La posibilidad de vida en las lunas de los gigantes de gas (como Jupiter'luna s Europa , o Saturno ' luna s Titan ) añade más incertidumbre a esta figura. [39]Los autores de la hipótesis de la Tierra rara proponen una serie de restricciones adicionales sobre la habitabilidad de los planetas, incluido el hecho de estar en zonas galácticas con radiación adecuadamente baja, metalicidad de estrella alta y densidad suficientemente baja para evitar el bombardeo excesivo de asteroides. También proponen que es necesario tener un sistema planetario con grandes gigantes gaseosos que proporcionen protección contra el bombardeo sin un Júpiter caliente ; y un planeta con placas tectónicas , una gran luna que crea pozas de marea y una inclinación axial moderada para generar una variación estacional. [40]Fracción de lo anterior que en realidad llegan a desarrollar la vida, f l [ editar ]
La evidencia geológica de la Tierra sugiere que f l puede ser alta; la vida en la Tierra parece haber comenzado aproximadamente al mismo tiempo que surgieron las condiciones favorables, lo que sugiere que la abiogénesispuede ser relativamente común una vez que las condiciones son correctas. Sin embargo, esta evidencia solo mira a la Tierra (un planeta modelo único) y contiene un sesgo antrópico , ya que el planeta de estudio no fue elegido al azar, sino por los organismos vivos que ya lo habitan (nosotros mismos). Desde el punto de vista de las pruebas de hipótesis clásicas , hay cero grados de libertad , lo que no permite realizar estimaciones válidas. Si la vida se encontrara en Marte , Europa , Encelado.o Titán, que se desarrolló independientemente de la vida en la Tierra, implicaría un valor para f l cercano a 1. Si bien esto elevaría los grados de libertad de cero a uno, quedaría una gran incertidumbre en cualquier estimación debido a la pequeña muestra Tamaño, y la posibilidad de que no sean realmente independientes.Contrarrestar este argumento es que no hay evidencia de que la abiogénesis ocurra más de una vez en la Tierra, es decir, toda la vida terrestre proviene de un origen común. Si la abiogénesis fuera más común, se especularía que ocurrió más de una vez en la Tierra. Los científicos han buscado esto buscando bacterias que no estén relacionadas con otra vida en la Tierra, pero aún no se ha encontrado ninguna. [41] También es posible que la vida haya surgido más de una vez, pero que otras ramas hayan superado la competencia, hayan muerto en extinciones en masa o se hayan perdido de otras maneras. Los bioquímicos Francis Crick y Leslie Orgelhizo especial hincapié en esta incertidumbre: "En este momento no tenemos ningún medio para saber" si estamos "probablemente solos en la galaxia (Universo)" o si "la galaxia puede estar tirando de la vida de muchas formas diferentes. " [42] Como una alternativa a la abiogénesis en la Tierra, propusieron la hipótesis de la panspermia dirigida , que establece que la vida de la Tierra comenzó con "microorganismos enviados aquí deliberadamente por una sociedad tecnológica en otro planeta, por medio de una nave espacial no tripulada especial de largo alcance" .Fracción de lo anterior que desarrolla vida inteligente, f i [ editar ]
Este valor sigue siendo particularmente controvertido. Quienes favorecen un valor bajo, como el biólogo Ernst Mayr , señalan que de los miles de millones de especies que han existido en la Tierra, solo una se ha vuelto inteligente y, a partir de esto, infiere un valor minúsculo para f i . [43] Del mismo modo, la hipótesis de la Tierra Rara, a pesar de su bajo valor para n e arriba, también piensa que un valor bajo para f i domina el análisis. [44]Aquellos que favorecen valores más altos notan la complejidad generalmente creciente de la vida a lo largo del tiempo, concluyendo que la aparición de inteligencia es casi inevitable, [45] [46] lo que implica una f iacercándose 1. Los escépticos señalan que la gran dispersión de valores en este factor y en otros hace que todas las estimaciones sean poco confiables. (Ver Crítica ).Además, si bien parece que la vida se desarrolló poco después de la formación de la Tierra, la explosión del Cámbrico , en la que surgió una gran variedad de formas de vida multicelulares, ocurrió una cantidad considerable de tiempo después de la formación de la Tierra, lo que sugiere la posibilidad de que Se requerían condiciones especiales. Algunos escenarios como la bola de nieve de la Tierra o la investigación de los eventos de extinción han planteado la posibilidad de que la vida en la Tierra sea relativamente frágil. La investigación sobre cualquier vida pasada en Marte es relevante ya que el descubrimiento de que la vida se formó en Marte pero dejó de existir podría elevar nuestra estimación de f 1, pero indicaría que en la mitad de los casos conocidos, la vida inteligente no se desarrolló.Las estimaciones de f i se han visto afectadas por los descubrimientos de que la órbita del Sistema Solar es circular en la galaxia, a una distancia tal que permanece fuera de los brazos espirales durante decenas de millones de años (evadiendo la radiación de las novas ). Además, la gran luna de la Tierra puede ayudar a la evolución de la vida al estabilizar el eje de rotación del planeta .Fracción de lo anterior que revela su existencia a través de la liberación de señales en el espacio, f c [ editar ]
Para la comunicación deliberada, el único ejemplo que tenemos (la Tierra) no hace mucha comunicación explícita, aunque hay algunos esfuerzos que cubren solo una pequeña fracción de las estrellas que podrían buscar nuestra presencia. (Ver mensaje de Arecibo , por ejemplo). Existe una considerable especulación de por qué puede existir una civilización extraterrestre, pero opta por no comunicarse. Sin embargo, no se requiere una comunicación deliberada, y los cálculos indican que la tecnología actual o futura del nivel de la Tierra podría ser detectable para las civilizaciones no mucho más avanzadas que la nuestra. [47] Por esta norma, la Tierra es una civilización comunicante.Otra pregunta es qué porcentaje de civilizaciones en la galaxia están lo suficientemente cerca para que podamos detectarlas, suponiendo que envían señales. Por ejemplo, los radiotelescopios de la Tierra existentes solo podían detectar transmisiones de radio de la Tierra desde aproximadamente un año luz de distancia.

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