Año Internacional de la Astronomia. En España (AIA-IYA2009)

Aberración de la luz estelar

Desplazamiento de la situación aparente de las estrellas en el cielo debido al movimiento de la Tierra.

Absorción, líneas de

Líneas oscuras de un espectro producidas cuando la luz u otra radiación electromagnética proveniente de una fuente distante pasa por una nube gaseosa o un objeto similar más cercano del observador. Como las líneas de emisión, las líneas de absorción revelan la composición química y la velocidad del material que las produce.

Aceleración

Aumento de velocidad en el tiempo. (dv/dt =d²s/df²)

Acelerador de partículas

Máquina para acelerar las partículas subatómicas a altas velocidades, haciéndolas chocar luego con un blanco estacionario o con otro haz de partículas que se desplaza en la dirección opuesta. (En el segundo caso, la máquina recibe el nombre de colisionador). A velocidades cercanas a la de la luz, la masa de la partícula aumenta diez veces, lo que eleva enormemente la energía liberada en el impacto (E=mc²). La explosión resultante provoca la producción de partículas exóticas, que son analizadas en su conducta cuando atraviesan un detector de partículas y así se ha ido descubriendo los componentes de la materia.

Actualmente, los mejores y más potentes aceleradores de partículas, están en los EEUU y en Europa, Fermilab y CERN. Estos potentes aceleradores alcanzan energías enormes y, sin embargo, no son suficientes como para detectar la partícula de Higgs que se cree que es la que proporciona masa a todas las demás partículas. Tampoco puede alcanzar otras metas ya necesarias, como el comprobar la veracidad de la teoría M, por ejemplo.

ADN

Ácido desoxirribonucleico, la macromolécula que transporta la información genética requerida para formar los seres vivos en la Tierra.

Agujero de gusano

Agujero o túnel hipotético en el espacio-tiempo. Las teorías cosmológicas estándar se basan en la hipótesis de que el espacio-tiempo es suave y simplemente conexo. Para dar una analogía tridimensional, el espacio-tiempo se asume que es como una esfera. En cosmología cuántica se piensa que, a escalas del orden de 10 m, el espacio tiempo tiene una estructura muy complicada y múltiplemente conexa, en la que “túneles” constituyen atajos entre puntos aparentemente muy distantes, incluso, entre galaxias.

En principio, agujeros de gusano suficientemente grandes podrían permitir viajar entre partes distantes del universo a más velocidad que la de la luz y, en alguna circunstancia, viajar en el tiempo. Las matemáticas de Einstein de la relatividad general no lo desmienten ni lo impiden.

Aunque de momento estos objetos espaciales son sólo especulaciones, y aunque reputados físicos como Kip S. Thorne lo han utilizado de manera muy seria en sus artículos y teorías, nadie los ha visto aún. Serían los contrario del agujero negro, o sea, un agujero blanco.

Agujeros negros

Son el resultado final de la muerte de una estrella supermasiva.

El objeto resultante tiene un campo gravitatorio tan intenso que su velocidad de escape supera la de la luz. Por ello, ningún objeto macroscópico que entra en el agujero negro puede escapar de él. En términos de la relatividad general, se dice que el espacio que rodea a un agujero negro alcanza una curvatura infinita y se convierte en una singularidad donde deja de existir el espacio y el tiempo. Alrededor del agujero negro (de la singularidad), hay una zona de seguridad que, no debe ser traspasada, se llama horizonte de sucesos. Cualquier objeto o materia que traspase el horizonte de sucesos, es tragado, literalmente, por el agujero negro, cuya inmensa densidad genera tal fuerza de gravedad que queda atrapada la luz y puede atraer a una estrella vecina para llevarla hacia la singularidad, cada vez más densa.

Andrómeda, Galaxia de

Situada a 2’2 millones de años-luz de La Tierra. Está ligada gravitacionalmente a la Vía Láctea con la que comparte familia (el Grupo Local). Tiene unos 200 mil millones de estrellas y, en lugar de alejarse, se acerca a nosotros.

Ángstrom

De símbolo Å. Unidad de longitud igual a 10^{-10 metros. Fue antiguamente usada para medir longitudes de onda y distancias intermoleculares, pero ahora ha sido reemplazada por el nanómetro (1Å = 0’1 nanómetros).}

La unidad es nombrada así en honor del pionero sueco de la espectroscopia, A. J. Angstrom (1.814-1.874).

Anión

Ión cargado negativamente, es decir, un ion que es atraído hacia el ánodo de la electrolisis (comparar con catión).

Anisotropía

La característica de depender de la dirección.

La luz que llega con igual intensidad desde todas las direcciones (la luz del Sol, la de una bombilla en una habitación) es isotrópica.

El haz de un foco que sigue a la bailarina en el escenario, es anisotrópico. La radiación cósmica de fondo es generalmente isotrópica, o lo que es lo mismo, su intensidad es la misma en todas las partes del cielo, pero se han detectado pequeñas anisotropías que, se piensa, reflejan el movimiento propio de la Tierra relativo al marco del universo como un todo.

Antiátomo

Átomo en el que todas las partículas de los átomos ordinarios son reemplazadas por sus antipartículas, es decir, electrones por positrones, protones por antiprotones y neutrones por antineutrones. Un antiátomo no puede coexistir con un átomo ordinario, ya que, el átomo y el antiátomo al contacto, se aniquilarían mutuamente con la producción de energía en forma de fotones de alta energía.

Antimateria

Materia formada por partículas con igual masa y espín que las de materia ordinaria, pero con carga opuesta. Se ha producido experimentalmente antimateria, pero es difícil encontrarla en la naturaleza. Por qué esto es así es una pregunta que debe responder el estudio del universo primitivo, en el que, según parece, había más electrones que positrones, protones que antiprotones y neutrones que antineutrones, de tal manera que, una vez destruida toda la materia y antimateria igual en número, el sobrante es la materia que forma el universo (dejando aparte la materia oscura que no sabemos -aún- lo que es).

Antrópico, principio

Doctrina según la cual el valor de ciertas constantes fundamentales de la naturaleza puede explicarse demostrando que, si fuese diferente, el universo no podría contener vida. Si la intensidad de la fuerza nuclear fuerte fuera un poco diferente, por ejemplo, las estrellas no podrían brillar y la vida tal como la conocemos sería imposible.

Año-Luz

Unidad de distancia utilizada en astronomía; la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un año.

Es igual a 9’4659×10¹⁵ metros o 5’8787×10¹² millas. El resultado es el de 299.792’458 Km/segundo y averiguar los segundos que tiene un año para multiplicarlo por esta última cantidad, así sabremos la distancia que recorre la luz en un año.

Asimetría

Una violación de la simetría.

Asintótica, libertad

Consecuencia de ciertas teorías gauge, en partícular la cromodinámica cuántica, de que las fuerzas entre partículas como los quarks se hacen más débiles a distancias más cortas (es decir, a altas energías) y se anulan a medida que la distancia entre las partículas tiende a cero. Sólo las teorías gauge no abelianas con simetrías gauge no rotas pueden tener libertad asintótica. Por el contrario, la electrodinámica cuántica predice que la interacción entre partículas disminuye como resultado del apantallamiento dieléctrico; la libertad asintótica para los quarks implica que ocurre un antiapantallamiento. Físicamente, la libertad asintótica postula que el estado de vacío para los gluones es un medio que tiene paramagnetismo de color; es decir, el vacío antiapantalla las cargas de color.

Así que, en cromodinámica cuántica, los quarks están continuados con los gluones, en forma tal que, si están cerca los unos de los otros, la fuerza nuclear fuerte disminuye (libertad asintótica), pero si tratan de separarse, la fuerza nuclear fuerte aumenta (confinamiento de los quarks), ya que, los gluones, esa especie de pegamento que los retiene, actúa como un muelle de acero. Si lo estiramos (separación de los quarks) se produce más resistencia, si lo dejamos en su estado natural, no hay resistencia, así funciona la fuerza nuclear fuerte, es la única fuerza de la naturaleza que crece con la distancia.

Los quarks están confinados en una región con radio R de valor R≈hc/Λ≈10^{-13 cm}.

Asteroide

(Planetas menores; planetoides).

Pequeños cuerpos que giran alrededor del Sol entre las órbitas de Marte y Júpiter en una zona alejada entre 1’7 y 4’0 unidades astronómicas del Sol (cinturón de asteroides). El tamaño de estos objetos varía desde el más grande, Ceres (con un diámetro de 933 km), a los objetos con menos de 1 km de diámetro. Se estima que hay alrededor de 10 cuerpos con diámetro mayor de 250 km y unos 120 cuerpos con diámetros por encima de 130 km.

Aunque son millones, su masa total es apenas una pequeña fracción de la Tierra, aunque no por ello dejan de ser preocupantes en el sentido del peligro que pueda suponer para nuestro planeta la colisión con uno de estos pedruscos enormes del espacio estelar. La desaparición de los dinosaurios podría ser una prueba de los efectos devastadores de una colisión de este calibre.

Astrofísica

Ciencia que estudia la física y la química de objetos extraterrestres. La alianza de la física y la astronomía, que comenzó con la creación de la espectroscopia, permitió investigar lo que son los objetos celestes, y no solo donde están.

Esta ciencia nos permite saber la composición de elementos que tiene un objeto estelar situado a miles de años-luz de la tierra y, de momento, se confirma que el material existente en el universo entero es igual en todas partes.

El universo primitivo era un plasma, cuando se enfrió se convirtió en hidrógeno y algo de helio (los dos elementos más simples) y más tarde, cuando se formaron las primeras estrellas y galaxias, se pudo fabricar en los hornos termonucleares de las estrellas, el resto de elementos más complejos y pesados, tales como litio, carbono, oxígeno, nitrógeno, todos los gases nobles como argón, kriptón, neón, etc., el hierro, mercurio… uranio y se completó la tabla periódica de elementos naturales que están, de una u otra forma dispersos por el universo.

Nosotros mismos, la especie humana, estamos hechos de un material que sólo se puede producir en las estrellas, así qué, sin lugar a ninguna duda, el material que nos formó se fabricó hace miles de millones de años en estrellas situadas a miles o cientos de miles de años-luz de nuestro Sistema Solar. ¡Qué insignificante somos comparados con la enormidad del universo!

Astronomía invisible

Estudio de objetos celestes observados mediante la detección de su radiación o longitudes de onda diferentes de las de la luz visible.

Mediante este método se ha detectado, por ejemplo, una fuente emisora de rayos X, Cygnus X-I, que consiste en una estrella supergigante que rota alrededor de un pequeño compañero invisible con una masa unas diez veces mayor que la del Sol y, por tanto, por encima del límite de Chandrasekhar y que todos los expertos le conceden su voto para que, en realidad sea un agujero negro situado en el corazón de nuestra Galaxia a 30.000 años-luz de la Tierra.

Astronómica, unidad

Distancia media de la Tierra al Sol, igual a 149.600 millones de Km, ó 499’012 segundos-luz, ó 8’316 minutos-luz. Cuando se utiliza para medir distancias entre galaxias, se redondea en 150 millones de Km.

Átomo

La parte más pequeña que puede existir de un elemento. Los átomos constan de un pequeño núcleo muy denso de protones y neutrones rodeado de electrones situados por capas o niveles y moviéndose. El número de electrones es igual al de protones y, siendo la carga de estas positivas y la carga de aquellas negativa pero equivalentes, el resultado final del total de la carga es cero y procura la estabilidad entre cargas opuestas pero iguales.

La estructura electrónica de un átomo se refiere a la forma en la que los electrones están dispuestos alrededor del núcleo y, en particular, a los niveles de energía que ocupan. Cada electrón puede ser caracterizado por un conjunto de cuatro números cuánticos: el número cuántico principal, el orbital, el magnético y el número cuántico de espín.

De acuerdo con el principio de exclusión de Pauli, dos electrones en un átomo no pueden tener el mismo conjunto de números cuánticos. Los números cuánticos definen el estado cuántico del electrón y explican como son las estructuras electrónicas de los átomos.

En el núcleo reside casi por completo la masa del átomo que está compuesta, como se ha dicho, por protones y neutrones que, a su vez, están hechos por quarks.

Se puede dar el caso de que, en ocasiones, se encuentren átomos exóticos en el que un electrón ha sido reemplazado por otra partícula cargada negativamente, como un muón o mesón. En este caso, la partícula negativamente cargada finalmente colisiona con el núcleo con la emisión de fotones de rayos X. Igualmente, puede suceder que sea el núcleo de un átomo el que sea reemplazado por un mesón positivamente cargado. Ese átomo exótico tiene que ser creado artificialmente y es inestable.

Azar

Característica un régimen en el que no se puede hacer predicciones exactas, sino sólo en términos de probabilidades. En la física clásica se pensaba que el azar sólo regía donde la ignorancia limitaba nuestra comprensión de un mecanismo subyacente de causación estricta. Pero en la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, se describe el azar como inherente a todas las observaciones de la naturaleza.