El Windows «Táctil»

Hace pocos días, Microsoft anunció una de las novedades de la nueva versión de Windows, realizando una demostración con una pantalla «multi-touch». Como es habitual en noticias relacionadas con la informática, la mayoría de los medios no han entendido bien qué es lo novedoso (y qué no). Así, podemos leer titulares como «Windows 7 será táctil», «La próxima versión del sistema operativo Windows permitirá funciones táctiles», o «El próximo Windows 2007 funcionará con pantallas táctiles». ¿Y cuál es el problema? Pues que el hecho de que Windows o cualquier otro sistema operativo, pueda funcionar con pantallas táctiles, dista mucho de ser una novedad. Lo novedoso es que soportará lo que se denomina multi-touch (que podríamos traducir como «multi-tacto»).

Las pantallas táctiles aparecieron hace ya bastante tiempo. Seguro que muchos de vosotros las habéis visto y utilizado en determinados museos o exposiciones, o simplemente en el Metro de Madrid (las máquinas expendedoras). Para que una aplicación o un sistema operativo pueda utilizar una pantalla de este tipo, no es necesario hacer nada en el programa, específico para ese dispositivo (salvo diseñar una apariencia amigable). Por norma general, una aplicación (el sistema operativo en realidad) no se comunica directamente con el hardware, sino que para ello se utilizan los llamados «drivers» o controladores. Estos controladores son pequeñas piezas de software que proporcionan a la aplicación que los utiliza, un interfaz determinado. La idea es que no importa la marca del dispositivo(un disco, un DVD, un ratón), o cómo esté fabricado, o cómo funcione internamente, sino que el controlador se encarga de proporcionar a la aplicación un interfaz conocido. Así, la aplicación no necesita estar preparada para las peculiaridades de cada aparato.

Pensad por ejemplo en un coche. Independientemente de cómo esté hecho el motor, o la electrónica, tendrá un volante en el asiento del conductor, así como un pedal para acelerar y otro para frenar. Tenemos un interfaz entre el coche y el conductor, que aparece en todos los modelos y marcas.

Otro ejemplo lo tenemos en los ordenadores portátiles. Aunque les podemos conectar un ratón, todos tienen su propio dispositivo que cumple la misma función, como un pequeño botoncito en medio del teclado o una pequeña superficie táctil. El sistema operativo tendrá instalado el driver adecuado, de forma que no sabe (ni necesita saber) qué es lo que está actuando exactamente como ratón. Podríamos incluso inventarnos un nuevo dispositivo, como un mando similar al de la Wii, programando un driver que traduzca la información de movimiento del mismo, a la esperable de un ratón. Nuestro sistema operativo no necesitaría ningún tipo de actualización (salvo la instalación del driver, claro).

He elegido el ejemplo del ratón de forma deliberada. Imaginad que tenemos una pantalla táctil, y que el fabricante nos proporciona un driver adecuado, de forma que nuestros toques en la pantalla se traduzcan en «clicks» de ratón (en realidad, serían eventos de pulsar y soltar el botón, según apoyemos y levantemos el dedo, pero dejemos los detalles). Como podréis imaginar, el sistema operativo no tiene que estar implementado de forma especial. De hecho, mi primer trabajo consistió en hacer una pequeña aplicación de ventana completa, que sería utilizada con una pantalla táctil. Se ejecutaba en Windows 95 (cómo pasa el tiempo), y durante todo el desarrollo y las pruebas, utilicé un PC normal y corriente. Sólo en la última fase se instaló en un PC con pantalla táctil, y no fue necesario hacer nada, salvo instalar correctamente el driver de la pantalla.

Las pantallas táctiles convencionales, tienen una limitación, y es que sólo funcionan correctamente si las tocamos con un sólo dedo cada vez. Si las tocamos con dos o más dedos simultáneamente, tendremos efectos no deseados, posiblemente que el puntero se posicione en algún punto indeterminado entre los dedos. El motivo es evidente: independientemente de que la tecnología de la pantalla permita la detección precisa de varios toques simultáneos (puesto que hay pantallas que directamente no son capaces de ello), debemos traducir la información a las coordenadas de un único puntero (la flechita que movemos por la pantalla, a la que se en ocasiones se le llama también ratón, de forma errónea). Y es aquí donde está realmente la novedad. Si disponemos de una pantalla multi-touch, capaz de detectar la posición de toques simultáneos, y queremos que esa capacidad sirva para algo, no podemos simplemente traducirla a eventos de ratón. Necesitamos que nuestro sistema operativo haga algo diiferente. Y ahí está la novedad de la nueva versión de Windows: el soporte multi-touch, para poder hacer las virguerías del famoso iPod Touch de Apple, como tocar con dos dedos sobre una foto, y separarlos o juntarlos, para aumentar o disminuir su tamaño.

Es decir, no es ninguna novedad que Windows se pueda utilizar con una pantalla táctil. Eso ya se podía hacer desde hacía una década. La novedad es que se pueda utilizar con pantallas multi-touch.

Nuestro Sol y las supernovas

Gracias a uno de los lectores de Malaprensa, me enteré de una noticia aparecida la semana pasada en El Mundo, sobre la detección del nacimiento de una supernova. La noticia cierra con los siguientes párrafos:

Las supernovas ocurren cuando una estrella masiva, como nuestro propio Sol, agota el combustible nuclear que la mantiene activa y las inmensas fuerzas gravitatorias que ejerce hacen colapsar su materia en un objeto llamado estrella de neutrones, mucho más denso y pequeño e incapaz de emitir la radiación suficiente para calentar planetas habitables en su entorno.

El Sol también sufrirá este colapso algún día. Pero será dentro de miles de millones de años, así que quizás estemos a tiempo de buscar un plan B, si aún seguimos por aquí.

¿Cuál es el problema? Pues resulta que nuestro Sol nunca se convertirá en supernova, ya que es demasiado «ligero» para ello.

Como los habituales de este blog sabrán, por haberlo comentado ya varias veces, una estrella es una inmensa bola de gas donde se producen recciones nucleares de fusión, donde átomos de elementos ligeros se fusionan para formar elementos más pesados. Durante la mayor parte de su vida, una estrella fusiona hidrógeno en helio. ¿Qué pasa cuando se va acabando el hidrógeno? Pues que se van produciendo otras reacciones nucleares, donde se fusiona el helio en berilio, que a su vez se fusiona también, y así sucesivamente, generando elementos más pesados. La evolución exacta de la estrella depende de varios factores pero el principal es la masa. En una estrella con una masa inferior a 9 masas solares (y obviamente, nuestro Sol se está incluido en este grupo), tras haberse hinchado bastante y pasar por varias etapas (como la de gigante roja), sus capas exteriores se van desprendiendo y son lanzadas al exterior. Estas capas lanzadas forman lo que se conoce como nebulosa planetaria (nombre algo engañoso, ya que no tiene nada que ver con planetas). Mientras tanto, el núcleo de la estrella se va comprimiendo hasta convertirse en una enana blanca, donde ya no se producen reacciones nucleares. Estos cuerpos son extremadamente densos, con un espacio interatómico muy reducido.

Es en estrellas con masas superiores a 9 masas solares, cuando al final de su vida se produce la espectacular explosión que se conoce como supernova. En el centro de la explosión, permanece un nucleo de materia muchísimo más densa que una enana blanca, formada por neutrones «apelotonados». Es lo que se conoce como estrella de neutrones. En el caso de estrellas todavía más masivas, que superen las 30 masas solares, el nucleo se comprime aún más por su propia gravedad, hasta formar los famosos agujeros negros.

Como podéis ver, nuestro sol está en el grupo de estrellas poco masivas, que terminarán sus días en forma de enana blanca rodeada por una nebulosa planetaria. Lástima de mención innecesaria a nuestra estrella, porque la breve explicación sobre las supernovas y la formación de estrellas de neutrones, sí es más o menos correcta. Aunque conviene hacer notar que el problema de una supernova para la vida, no es el hecho de que la estrella de neutrones remanente no emita radiación suficiente para calentar un planeta, sino que el planeta ya habría sido «barrido» por la explosión de la supernova.

The Core: Aumentando la potencia de una cabeza nuclear

¡Sí! Hoy volvemos a esa película, que podríamos casi denominar como favorita de este blog: The Core. Si recordáis el final de la peli, cuando están armando y colocando las 5 cabezas nucleares para «reactivar» el núcleo terrestre, los científicos se dan cuenta de que la última explosión debería ser mayor. Concretamente, habría que incrementar su energía en un 30%. Así que nuestro prota, ni corto ni perezoso, extrae las barras de plutonio del reactor nuclear que proporcionaba energía a la nave, las coloca al lado de la cabeza nuclear, y ya está. Sin embargo, eso no hubiera servido de nada.

Hace tiempo comenté a grandes rasgos cómo funciona una cabeza nuclear. Básicamente, se trata de que el material fisionable, supere lo que se denomina masa crítica, y provoque una reacción nuclear en cadena incontrolada, expulsando una inmensa cantidad de energía. Eso se consigue juntando o comprimiendo una determinada cantidad de material, y una detonación no hace que material fisionable cercano detone también (como podría ocurrir con algunos explosivos convencionales).

¿Y qué es exactamente eso de la mása crítica? Veréis, en los materiales utilizados (determinados isótopos de uranio o plutonio), ya se producen pequeñas reacciones nucleares de forma natural, que van transmutando el elemento original en otro. En ellas, un átomo del elemento en cuestión se divide (se fisiona), lanzando diversas partículas en el proceso. Esto hace que el material sea radiactivo. Entre estas partículas emitidas se pueden encontrar neutrones. Si un neutrón golpea otro átomo del elemento fisionable, induce a su vez otra fisión. Esto es lo que se conoce como reacción en cadena (cada suceso genera otro similar).

Imaginemos que por termino medio, sólo un neutrón de cada fisión consigue golpear otro átomo e inducir otra fisión, mientras que el resto de partículas simplemente alcanza el exterior del material. En este caso, el número de reacciones por unidad de tiempo se mantiene constante. Pero ¿y si por termino medio, más de un neutrón de cada fisión induce a su vez otra fisión? Parece evidente que el número de fisiones por unidad de tiempo se irá incrementando en forma de progresión geométrica. En este caso estamos ante una reacción en cadena incontrolada.

¿Cómo podemos aumentar el número de neutrones por átomo que producen otra fisión? Una forma es simplemente aumentando la cantidad de material. Si un neutrón tiene que recorrer más distancia hasta alcanzar el exterior, la probabilidad de colisionar con un átomo aumenta. Otra forma es comprimiendo el material, de forma que al estar los átomos más «apelotonados», aumentamos también la probabilidad de colisiones. Una tercera forma es recubriendo el material con algún otro material que refleje neutrones. Así, un neutrón que alcanza el exterior, es reflejado otra vez hacia el material fisionable, teniendo «otra oportunidad» para colisionar. Se llama masa crítica, a la cantidad de material fisionable necesaria para que se produzca una reacción en cadena. Como podéis deducir, este valor depende de la densidad, geometría y elementos exteriores que recubran el material.

En una cabeza nuclear, tenemos una determinada cantidad de material fisionable por debajo de su masa crítica. Al detonar la bomba, lo que se pretende es que el material supere su masa crítica, y se produzca una explosión nuclear. Para ello hay dos diseños básicos: Uno de ellos consiste en tener el material en dos trozos separados, cada uno de ellos por debajo de la masa crítica, pero que unidos la superan. En el momento de la detonación, simplemente hacemos que se junten (generalmente con una explosión convencional, que empuja uno hacia el otro). Otro diseño es tener el todo el material dispuesto en forma de esfera, por debajo de la masa crítica. El material está recubierto de explosivos cuidadosamente colocados, de forma que al explosionar todos a la vez compriman la esfera, y se supere la masa crítica. Este último diseño es preferible al anterior, dado que es más seguro. Fijáos que para detonar la bomba, todos los explosivos de la esfera tienen que detonar de forma síncrona. Si no, no hay detonación nuclear (aunque podemos tener una detonación normal de los explosivos, que esparza el material radiactivo por ahí).

Debido a cómo «detona» el material fisionable, y debido a la enorme cantidad de energía liberada, normalmente no todo el material fisionable reacciona, y parte de él es lanzado por la explosión. Este material estará obviamente por debajo de su masa crítica por lo que no explotará, siendo su único peligro su propia radiactividad. Si esto ocurre con parte del material presente en el núcleo de una cabeza nuclear, es bastante evidente que sucederá lo mismo con todo aquél que esté fuera de ésta. Es decir, si colocamos una barra de plutonio al lado de una cabeza nuclear, no incrementaremos la explosión, sino que simplemente estaremos añadiendo «metralla» radiactiva que se esparcirá con la explosión.