Año Internacional de la Astronomía 2009. En España (AIA-IYA2009)

Como cada día, dejamos aquí el significado de algunas palabras para que, los aficionados a la Astronomía, comprendan más fácilmente, los arrtículos que sobre el Universo estamos dejando en esta pa´gina de colaboración con el Nodo Español del Año Internacional de la Astronomía 2009 que, en España se denomina AIA-IYA 2009.

Galosario Letra N

El conocimiento que actualmente tenemos en las distintas ramas del saber (el conocimiento es un árbol enorme, las raíces que sustenta son las matemáticas, el tronco es la física, y a partir de ahí, salen las ramas que corresponden a los distintos disciplinas del saber, tales como química, biología, astronomía, etc.), tiene su origen muy lejos en el pasado, en civilizaciones olvidadas que dejaron las huellas de su saber a otras que, como los griegos antiguos, hace ahora de ello 2.600 años, o 600 años a. de Cristo, aprovecharon esos conocimientos y se dieron cuenta de que el mundo que les rodeaba y los acontecimientos naturales que ocurrían, eran totalmente ajenos a los Dioses del Olimpo y a la mitología.

Thales de Mileto, uno de los siete sabios de Grecia, así le entendió, dejó a un lado a los Dioses y expresó sus ideas empleando la lógica observando la naturaleza.  Él fue el primero que se dio cuenta de la importancia que tenía el agua para la vida.  Empédodes, otro pensador, dijo que todo estaba formado por cuatro elementos: aire, Agua, Tierra y Fuego que, combinados en la debida proporción se convertirían en los distintos materiales de los que estaban formados todas las cosas.  Demócrito de Abdera, nos habló de algo invisible e indivisible como el componente más pequeño de la materia, le llamó a-tomo o  átomo.  Sócrates, Aristóteles o Platón (y otros) nos introdujeron en el campo de la Filosofía y, Anaximandro, Anaximedes, Pitágoras, Enclides, y muchos más, nos enseñaron Astronomía, Matemáticas-Geometría, Medicina, etc.

Se podría decir, sin temor a equivocarse que, allí en la antigua Grecia, comenzó a germinar la semilla sobre la que está basada y donde están asentados, los pilares de la Ciencia actual, de la sociología, de las Humanidades, las Artes y las letras de hoy.

Ahora ya en nuestra época, tendríamos que reflejar otros muchos nombres de los que, tomaron la antorcha y continuaron el camino emprendido por los griegos clásicos.

Ni los conozco a todos ni puedo recordar en este preciso momento a todos los que conozco y, en realidad, mi lista de nombres estaría limitada a las disciplinas que más atraen mi atención, lo que nos lleva a una muy pequeña que, a titulo de muestra quiero reflejar aquí: Ptolomeo, Copérnico, Galileo Galiley Covendich, Brabe, Newton, Rutherford, Gans, Enher, Riemann, Max Planch, Einstein, Niels Bohr, Heisemberg, Foncault, Morley, Dirac, El. Schrödinger, Pauli, E.Fermi, Gella-Mann, etc. etc. etc.

Hacer un recorrido pormenorizado de la contribución de cada uno de estos hombres a la Humanidad, sería objeto de volúmenes entero describiendo trabajos y descubrimientos maravillosos que, gracias a un talento y un genio especial, permitieron a éstos elegidos elevar el conocimiento del resto, hicieron posible que ahora, en el año 2.006, estemos en un estadio del conocimiento que, podríamos denominar como punto de partida para el comienzo de una nueva era, tenemos las herramientas necesarias para dar ese primer paso.

Adquirir nuevos conocimientos tiene unos efectos curiosos.  Me explico:  Han sido muchas las puertas que han sido abiertas desde que, hace ahora, 2.500 años, Thales, Empédodes, Demócrito y todos los demás, nos cedieron sus ideas.  Estas ideas se profundizaron, depuraron y perfeccionaron hasta que, han servido de llaves para abrir de par en par, las puertas que nos llevarían a desvelar secretos profundamente escondidos en la naturaleza.

¿Qué ha ocurrido cuándo hemos abierto estas puertas?

Aquí están los efectos curiosos a que me refería antes.  Hemos encontrado otras muchas puertas cerradas de las que no tenemos las llaves para poder abrirlas y continuar el camino emprendido, o dicho de otra manera: Adquirir nuevos conocimientos nos posibilita para hacer nuevas preguntas que, antes de tenerlos, no sabíamos ni formular.

Efectivamente es así.  Si tenemos los datos y sabemos cosas podremos formular otras nuevas preguntas sugeridas por este conocimiento.

Por ejemplo:

¿Qué pasaría con los pasajeros de una nave espacial que, traspasado el Horizonte de sucesos de un Agujero Negro, se dirigiera hacia la singularidad?

Esta simple pregunta la podemos hacer como consecuencia de que “conocemos” que un Agujero Negro tiene un espacio a su alrededor que marca un límite circular es el horizonte de sucesos que, una vez traspasado, hará imposible el regreso.  Conocemos también que allí dentro, después del horizonte, está la singularidad.

Pues bien, antes de Einstein y Schwarzschild, no podríamos haber realizado la pregunta del ejemplo, nadie conocía la existencia de los agujeros negros, así que ¿Cómo hacer preguntas sobre lo que no conocemos ni sabemos que existe?

De esta forma tan simple nos damos cuenta que, a nuevos conocimientos, nuevas preguntas.  Cada vez que aprendemos cosas nuevas nuestra mente los conecta a las ya conocidas, agranda nuestro horizonte del conocimiento y nos predispone para buscar nuevas incógnitas que resolver, nuevas preguntas que realizar, nuevas puertas que abrir a nuestro entendimiento.

Como decía kart Popper: “Cuanto más se y más profundizo en el conocimiento de las cosas, más consciente son de mi ignorancia.  Todo lo que se es limitado pero, mi ignorancia es infinita”.

En el pensamiento de Popper queda reflejada una realidad irrefutable, nadie sabrá nunca todo sobre todo.  Siempre será más lo que no sabemos que lo podamos saber, por mucho que esto sea.

Hablando por mí, puedo decir que, tras mucho años de estudio y de interesarme por la ciencia, podría hablar en cualquier momento de cómo se formó el Universo, como surgieron los primeros quarks para formar protones y neutrones que, asu vez, se unieron par formar los núcleos y después, al ser rodeadas por electrones atraídos por la carga positiva del núcleo, formaron los átomos que unidos forman la materia de la que están hechos todas las cosas, desde una estrella a un simple árbol, el océano o nosotros mismos.

En el pensamiento de Popper queda reflejada una realidad irrefutable, nadie sabrá nunca todo sobre todo.  Siempre será más lo que no sabemos que lo que podamos saber, por mucho que esto sea.

Hablando por mí, puedo decir que, tras muchos años de estudio, y de interesarme por la ciencia, podría hablar en cualquier momento de cómo se formó el Universo, como surgieron los primero quarks para formar protones y neutrones que, a su vez, se unieron para formar los núcleos y después, al ser rodeados por electrones atraídos por la carga positiva del núcleo, formaron los átomos que unidos forman la materia de la que están hechas todas las cosas, desde una estrella a un simple árbol, el océano o nosotros mismos.

También puedo explicar como al enfriarse el Universo primitivo, se rompió la simetría y surgieron las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza (Fuerza nuclear fuerte, nuclear débil, electromagnetismo y Gravedad) que hace que el Universo sea como lo conocemos.

Podría contarles como nacen y mueren las estrellas para que, de ellas, surjan enanas blancas, estrellas de neutrones o agujeros negros.

Tengo la posibilidad de comentar, o simplemente pensar, los complejas circunstancias que coincidieron en nuestro planeta para que, a partir de materia inerte, surgiera la vida orgánica que basada en el carbono, pudo alcanzar la inteligencia necesaria para ser conciente de su SER.

Estaríamos horas y horas hablando de la libertad asintótica de los quark o de su confinamiento en una región con radio de valor R»hc/Λ»10^-18 cm, y de los 8 Gluones que los mantiene unidos por medio de la Fuerza nuclear fuerte.

Estaría posibilitado a introducirme en el complejo universo de explicar lo que es el tiempo, si finalmente resulta ser algo más que una ilusión.

De la Entropía que deteriora los sistemas, del Modelo Estándar de la Física, de las Teorías de Maxwell, de Kaluza-Klein de supersimetría, supergravedad o de supercuerdas, de todo eso podríamos hablar, y, sin embargo, no sería más que una insignificante mota de polvo en el total del saber humano del presente y, ni siquiera eso, en el saber futuro.

Serán abiertas muchas puertas y encontraremos otras muchas cerradas que, nos obligarán a buscar las llaves que las abran para seguir encontrando nuevas puertas cerradas.  Nunca se sabe lo suficiente y, en el caso de nuestra especie, estamos destinados a superar enormes problemas.

Moralmente, tenemos la obligación ineludible de continuar avanzando en el saber para poder esquivar situaciones futuras de macabras consecuencias, así será dentro de unas decenas de años, cuando se agoten las reservas naturales de nuestro planeta de los combustibles petrolíferos y de Gas, el dilema que se avecina no será nada despreciable.

De momento, toas las fuentes de energías como las solares, eólicas, hidráulicas, mareomotriz, geotérmica, nuclear, etc. resultan poco rentables, su coste es grande en relación a la producción que se consigue.  Estas fuentes energéticas requieren costosas y enormes instalaciones.

La producción de trabajo puede determinar fenómenos de distinta naturaleza: caloríficos, químicos, mecánicos, etc.  En función de esta diversidad se habla de energía térmica, química o mecánica y también nuclear y otras.   Las distintas formas de manifestarse la energía están asociadas a los cambios que experimentan los sistemas materiales.

La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma si un cuerpo experimenta un cambio en su estado.  Cuando un cuerpo está aislado, es decir, cuando no puede ceder energía al exterior ni recibirla, la suma de todas las formas de energía que posee se mantiene constante, aunque dentro del propio sistema cerrado que representa el cuerpo ni se están produciendo transformaciones de energía de una u otra forma (entropía).

Los cuerpos tienen la capacidad de producir energía mecánica por el hecho de estar moviéndose, la energía cinética adquirida por un cuerpo se mide por el trabajo realizado sobre él para ponerlo en movimiento o por el que el cuerpo realiza hasta que se para.

Su fórmula es:

Ec=1/2 m.v²

Siendo m la masa del cuerpo y v a la velocidad que se mueve.

Comentar ampliamente sobre los distintas clases de energías sería motivo de un extenso trabajo y no es aquí el lugar adecuado para ello, ya que, el haber sacado el tema a relucir es para dejar patente que, las fuentes no renovables se encuentran en la Tierra de forma limitada y, al ritmo que los estamos consumiendo, no durarán mucho.  Ya sabemos que dependemos de estas fuentes de energías para continuar la actividad y el desarrollo de la actividad Industrial de producción, fabricación, de las máquinas, del alumbrado de las ciudades, la calefacción, etc. etc.

La falta de energía, para nuestra sociedad, sería una auténtica tragedia, dependemos tanto de ella que su falta nos paralizaría literalmente hablando.

Bien es verdad que estamos contaminando la atmósfera del planeta y sus consecuencias pueden ser muy graves.  Sin embargo, los intereses de las grandes compañías hacen oídos sordos y en clara convivencia con los Gobiernos se continúa con el deterioro ambiental tan nocivo.

Otro problema está dado por la energía nuclear.  Procedente de reacciones nucleares o de la desintegración de los núcleos de determinados átomos.  Existen dos tipos de reacciones nucleares que liberan energía: la fisión y la fusión nuclear.  La fisión consiste en la ruptura de un núcleo pesado en otros dos núcleos, que, a su vez, liberan neutrones.  Los neutrones desprendidos pueden romper otros núcleos de uranio-235 (U²³⁵), que, al fisionarse, vuelven a liberar neutrones.  La repetición del proceso determina una propagación de la fisión a toda la masa: la reacción en cadena, que provoca la liberación de gran cantidad de energía.  Este procedimiento tiene un enorme inconveniente: La radio-actividad de alta peligrosidad para los seres humanos.  Las radiaciones nucleares liberan partículas que producen cáncer y mutaciones en los seres vivos.  Por otra parte, los residuos, no se pueden reciclar y exigen ser escondidos en las profundidades de la Tierra, enterradas en cajas herméticamente cerradas de plomo, el sistema es muy costoso y peligroso, estos residuos están activos durante cientos de años.

La fusión nuclear es el proceso de unión de varios núcleos ligeros para constituir otro más pesado y estable.  Para que se verifique la fusión, es necesario que se produzca un acercamiento entre los núcleos iniciales, venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión.  La energía necesaria APRA que los núcleos reaccionen puede proceder de la energía térmica (energía termonuclear) o del empleo de un acelerador de partículas.

Un ejemplo claro de ésta energía de fusión lo tenemos en el Sol donde dos núcleos de hidrógeno se fusionan para formar un núcleo de helio, liberando en el proceso enormes energías.  Los núcleos se encuentran cargados positivamente y tienden a repelerse, así que son necesarias enormes energías cinéticas para superar las fuerzas de repulsión mutua; esto implica temperaturas del orden de 10⁸ K.  Esta fusión se produce en el núcleo de las estrellas y es el proceso que libera energía y hace que las estrellas brillen.  También se produce fusión por ciclo de carbono-nitrógeno; reacción protón-protón y proceso triple alfa.

Esta energía de fusión del Sol es la que permite la existencia de vida en el planeta Tierra que, a 150.000.000 de km de distancia recibe su luz y su calor.

La fusión nuclear es una energía limpia, sin radiaciones nocivas como ocurre con la fisión nuclear. La materia prima para generar este tipo de energía, el Hidrógeno, lo tenemos en inagotables cantidades en nuestro planeta: el agua de los ríos, mares y océanos.   El problema reside en que, para fusionar átomos de hidrógeno en átomos de helio, se requiere producir temperaturas iguales a las que reinan en el núcleo de nuestro Sol y que pueden alcanzar los 15’6 millones de k en una densidad de 148.000 km/m³.  Nuestra tecnología actual no está capacitada para ello…   de momento.

Pero como antes decía, éste es el problema más acuciante que tiene planteado la Humanidad.  En un futuro no muy lejano, las fuentes de energías actuales se habrán agotado y, para entonces, tenemos que haber encontrado nuevas fuentes como por ejemplo, la fusión, en la que se está trabajando e investigando ya.  Esta clase de energía tiene la ventaja de ser más completa, no contamina, los residuos se podrían reciclar, la materia prima (el hidrógeno del agua de los mares y océanos)  sería barata e inagotable lo que redundaría en los gastos para producirla y por derivación, en su precio final al público.  Por otra parte se evitarían los enormes costes de almacenaje de los desechos de la energía de fisión nuclear tan dañino para la vida.

Salvada esa primera prueba de la energía, o mejor dicho, de la falta de energía, habrá un largo periodo de crecimiento y descubrimientos que posibilitará, entonces de verdad, los viajes espaciales tripulados por humanos y haciendo escala en los planetas vecinos y en sus lunas que, serán explotadas por los grandes compañías que abrirán minas en Ganímedes, o construirán centros  de ocio en Europa y estaciones de estudios químicos en I_o (Ganymede y Europa junto con I_o son satélites de Júpiter) y para ello habremos inventado aparatos de anti-gravedad que puestos en nuestra muñeca como un reloj, evitaría que, la Gravedad del planeta nos aplaste.

Esto comenzará a pasar de aquí a cien años.  Después, pasarán varios siglos hasta que aprendamos la  manera de aprovechar la energía de los agujeros negros.   También se buscará el camino para obtener energía de la anti-materia, será dominado un nuevo sistema de viajar pro traslación instantánea, los vehículos y naves aéreas como hoy los conocemos serán reliquias del pasado.

emilio silvera

[?]