miércoles, 17 de abril de 2019

Inicios del Internet vs Event Horizon Telescope

Event Horizon Telescope... a donde vamos?

Índice

- Introducción

- Primera foto de una agujero negro

- EHT (Event Horizon Telescope)

- Primera red de computadores

- Diferencias

- Similitudes

- Tendencias

- Conclusión

- Aprende más

- Fuentes 

Introducción

En este articulo veremos un poco sobre el Event Horizon Telescope, las primeras redes de computadoras y una comparación que deja pensando sobre las tendencias de este hallazgo histórico.
   Primero veremos a grandes rasgos sobre el EHT y como es que se puede fotografiar un agujero negro. Después se expone un poco sobre la historia de las redes de computadoras, repasaremos algunos conceptos básicos sobre estas. Aunque no lo parezca, el EHT y las primeras redes de computadoras tienen muchas cosas en común, a pesar de que tienen objetivos muy diferentes. Se explorarán las similitudes entre EHT y las primeras redes de computadoras, las diferencias y posibles tendencias. En la conclusión se resume a grandes rasgos lo visto en este articulo. Espero me acompañes en este emocionante camino de descubrimientos y que sea de tu agrado. Sin más preámbulo comencemos.

Primera foto de un agujero negro

Primera foto de un agujero negro
Por fin a llegado, la primer foto de un agujero negro. Algo impresionante ya que, anteriormente se tenían evidencias de la existencia de los agujeros negros por las ondas gravitatorias (hechas por la fusión de un par de agujeros negros) y la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas pero nunca se había podido "observar" uno. 
   Esta imagen fue tomada gracias a la obtención de muchos datos recabados por el Event Horizon Telescope, una red de telescopios a escala planetaria coordinados entre sí para poder captar la sombra de un agujero negro situado en la galaxia M87 aproximadamente a una distancia de 55 millones de años luz. Anteriormente solo existían imágenes y simulaciones (como en la película Interestelar) que especulaban sobre como podría ser la imagen de un agujero negro real, hasta que EHT nos mostró una imagen real.
Imagen relacionada
Simulación usada por la película Interestelar

EHT (Event Horizon Telescope)

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Event Horizon Telescope. En esta imagen se muestra la distribución de los telescopios 
usados para la captura de la primer imagen del agujero negro situado en la galaxia M87.

¿Cómo funciona el EHT? Bueno su funcionamiento es fácil de comprender, aunque su forma de operar es bastante compleja. En pocas palabras el EHT esta conformado de 8 radiotelescopios que se encuentran al rededor del mundo, los cuales están sincronizados entre si para recolectar una cantidad inmensa de datos y con base a eso hacer la imagen que podemos ver abajo. Esa respuesta rápida no es suficiente para nosotros los curiosos, por lo tanto, tratare de explicarlo más detallado. 
   Primero tenemos que saber que un agujero negro es imposible de ver con nuestra vista, además lo que se nos muestran es prácticamente la sombra, osea, el horizonte de eventos. Este horizonte es el punto donde ya ni la luz (que es lo más rápido de este universo) no puede escapar de la atracción gravitatoria, además cuando la materia gira al rededor del agujero negro, lo hace a velocidades relativistas con mucha energía, en ese momento se hace un disco de acrecimiento el cual es lo que se pudo fotografiar. 
   La galaxia M58 se encuentra a 55 millones de años luz de la Tierra por lo tanto, es sumamente complejo capturar una imagen de ese horizonte de eventos que se encuentra en su centro. Por eso es que no vasta con un solo telescopio, fue necesario juntar 8 radio-telescopios y usar al planeta Tierra como un supertelescopio de grandes magnitudes y así obtener las imágenes lo más nítidas posible. Según la pagina oficial del EHT se generaron 350 petabytes por día los cuales fueron procesados con supercomputadoras y con los algoritmos más sofisticados que existen para poder hacer la imagen que se nos ha mostrado. Estos telescopios fueron sincronizados con relojes atómicos, los cuales fueron de mucha ayuda para la precisión que se necesita para tal hazaña. Cuenta la misma fuente oficial que esta imagen fue comparada con modelos computarizados para ver que tan real es la imagen, y sin duda alguna nos ha sorprendido a todos con esta hazaña llena de matemáticas, física, precisión, tecnología e informática.
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Comparación con una simulación y la imagen real
   Sin duda alguna es un avance muy interesante e importante ya que se esta usando una escala jamas vista a tamaño planetario. En cada radiotelescopio hay una computadora muy potente y cada una hizo su aportación como sistema distribuido. Ya que todos los telescopios capturaron datos diferentes y fueron procesados por un algoritmo creado por Katie Bouman (con 29 años de edad).

Primera red de computadoras

Encontrar cual fue la primera red de computadoras es algo complicado, aun así existieron varias redes que fueron eficientes para ser usadas como la X.25 y ARPANET que son las antecesoras de la famosa red global llamada Internet.
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   Las primeras redes de computadoras funcionaban muy parecido a las LAN (red de área local) y estaban totalmente centralizadas por una sola computadora la cual permitía el acceso a los recursos de la misma por medio de terminales. Dichas terminales estaban distribuidas en toda la organización y como su respuesta era casi inmediata daba la impresión de que cada usuario tenia su propia computadora. Posteriormente se usaron módem para conectar terminales a una computadora mediante el uso de lineas telefónicas. La aparición de los sistemas distribuidos no sólo permitieron la comunicación entre terminales y computadoras, sino también entre computadoras y computadoras.
   Con la aparición de estas redes, se propusieron las siguientes ideas fundamentales de las redes de computadoras:
  • Arquitectura multicapa de los protocolos de comunicación. 
  • Tecnología de conmutación de paquetes. 
  • Enrutamiento de paquetes en redes heterogeneias. 
   Cuando las primeras redes de computadoras utilizaron la conmutación de paquetes, demostraron ser más efectivas que la conmutación de circuitos en el momento de la transmisión de datos. La conmutación de paquetes se refiere a que los datos de dividen en pequeños fragmentos conocidos como paquetes. La dirección destino del host se encuentra incluido en el encabezado del paquete, permitiendo así, que cada paquete viaje a través de la red por si mismo. 
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Aquí se muestra la diferencia entre la conmutación de paquetes y conmutación de circuitos.
   Las primeras WAN (red de área amplia) se construyeron con base en las lineas telefónicas, esto hacia que la velocidad de transmisión era muy baja (cientos de Kbps). Por lo tanto el conjunto de servicios proporcionados por estas redes se limitaban a la transferencia de archivos, principalmente en modo de segundo plano y al correo electrónico. Otra desventaja de este tipo de redes era que introducían distorsiones significativas a las señales transmitidas, la red X.25 es un ejemplo de este tipo de redes. Fue diseñada en la década de los 70's cuando prevalecía el uso de canales analógicos arrendados a las compañías telefónicas para conectar las computadoras y swich de las WAN. 
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En esta imagen podemos observar la primer red de área amplia WAN, 
ARPANET utilizada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos 
   En 1969 el Departamento de Defensa de los Estado Unidos comenzó a investigar sobre la conexión de las computadoras de los centros militares y de investigación en una red. ARPANET sirvió como el punto de partida para la construcción de la primera y más popular WAN, conocida como Internet. ARPANET utilizaba lo que se denomina primeros sistemas operativos de red, los cuales permitieron la conexión entre diferentes computadoras que formaban parte de la red. Estos sistemas operativos no sólo permitían la distribución de usuarios, sino también organizaron el almacenamiento de datos. Además hicieron factible que el procesamiento se distribuyera entre varias computadoras conectadas mediante enlaces eléctricos. 
   Parece que las necesidades de las personas van transformando a la tecnológica y, al mismo tiempo surgen nuevas necesidades que nos obligan a innovar e idear nuevas formas más eficientes para la satisfacción de estas nuevas necesidades. 

Diferencias

Es claro que existen muchas diferencias entre el EHT y las primeras redes de computadoras, principalmente por que cada una es usada con propósitos diferentes. 

  • El EHT es una red de Telescopios que trabajan en conjunto captando señales provenientes de otra galaxia y las primeras redes de computadoras fueron utilizadas para la comunicación entre computadoras. 
  • El EHT es una red a nivel global, las primeras redes de computadoras aun no lo eran.
  • El EHT y las primeras redes de computadoras están situadas en épocas muy diferentes.
  • El procesamiento de las computadoras del EHT es muy grande, el procesamiento de las computadoras de las primeras redes no se comparan en nada con las del EHT.

Similitudes

Aunque existan varias diferencias, es claro que el EHT y las primeras redes de computadoras tienen varias similitudes. 
  • El EHT usa computadoras muy potentes para el procesamiento de los datos, las primeras redes de computadoras usaron computadoras que en su tiempo fueron las mejores.
  • El EHT usa computadoras que ocupan pisos completos, las primeras redes utilizaban computadoras del tamaño de edificios.
  • Las computadoras del EHT están conectadas entre sí para formar una WAN, las primeras redes de computadoras fueron WAN.
  • El EHT usa las supercomputadoras como sistema distribuido para almacenar, consultar, modificar y/o eliminar los datos, las primeras redes de computadoras usaban sistemas operativos los cuales administraban el almacenamiento de los datos, los usuarios que usaban esas computadoras gigantescas y la comunicación entre computadora y computadora.

Tendencias 

Por fin podemos ver el horizonte de eventos de un agujero negro, aunque no con mucha resolución como lo esperábamos pero con algo se empieza. A mi parecer la próxima tendencia es aumentar la resolución de la imagen y obtener imágenes lo más nítidas posible para saciar nuestra curiosidad,  y seguir estudiando con más detalle a estos fascinantes objetos. Probablemente surjan computadoras aun más potentes y, en seguida se buscarán más imágenes de otros agujeros negros que, hasta hoy en día siguen siendo un misterio y algo imposibles de detectar. Puede que en un futuro no tan lejano, el planeta se use como maquinaria gigantesca la cual nos ayudara a mejorar nuestro estilo de vida a nivel global, empezamos con las primeras redes de computadoras como ARPANET y ahora tenemos Internet a su máximo potencial (y aun así seguirá avanzando), empezamos con el EHT y ahora nos queda esperar con emoción que nos trae el futuro. Aun así, estas son puras especulaciones ya que existen muchos factores los cuales pueden influir en el surgimiento y desaparición de muchas tecnologías. Espero que la tecnología y la naturaleza encuentren un equilibrio para no destruir más al planeta y que nos dure un poco más.
   Además si seguimos ampliando los horizontes tecnológicos, podríamos empezar a usar al sistema solar como una maquina gigantesca que nos permita observar al universo desde muchas perspectivas nuevas y probablemente colonizar marte y otros cuerpos celestes en los que se pueda vivir.

Conclusión

El Event Horizon Telescope es, hasta ahora, el telescopio más potente del planeta (es una red de 8 radiotelescopios). Se pudo captar la sombra de un agujero negro, osea el disco de acrecimiento que gira al rededor del mismo, esto se logró gracias a la colaboración de muchos científicos. El famoso horizonte de eventos o también conocido como el horizonte del no retorno, en el que ni la luz (que es lo más veloz) puede escapar de su atracción gravitatoria.
   A pesar de que existen muchas diferencias entre el EHT y las primeras redes de computadoras, ambas son redes y el principal objetivo es potenciar al máximo la tecnología utilizada. En un principio las redes de computadoras eran muy lentas a comparación de ahora y aun así siguen evolucionando para poder ofrecer servicios que hace un siglo eran impensables. El EHT nos trajo la primer imagen de un agujero negro, quien sabe que nos traerá después; nuevas observaciones, nuevas teorías físicas, nuevas tecnologías... simplemente es emocionante.
   Estamos ante un gran avance tecnológico y probablemente cada año nos va a ir sorprendiendo. Espero que este blog les haya sido de su agrado, que compartan sus dudas y que mencionen que les pareció. 
¡Gracias por su atención! 

Aprende más

En este apartado les dejo los mejores libros para aprender sobre física, agujeros negros y redes.

Fuentes 



a la/s
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