Es realmente maravilloso que podamos haber llegado, en el extremo de las escalas, hasta esos mundos fantáscitos que nos proporcionan los “universos” de lo muy pequeño y de lo muy grande. Lo más cotidiano para nosotros es lo que se encuentra en el macro mundo, lo que se interrelaciona directamente con nosotros, lo que podemos ver y tocar. Sin embargo, ahí está ese otro “mundo” que se nos escapa a los sentidos pero que es, tan real como el otro. Es el espacio que describe la mecánica cuántica y que nos habla de maravillas y procesos asombrosos que son, tan reales como los que contemplamos a nuestro alrededor.

No podemos ver todo lo que existe. Sin embargo, no por estar fuera de nuestra visión deja de existir, ahí está formando parte de ese otro mundo que se nos escapa, al que nuestras percepciones directas, nuestros sentidos, no pueden llegar pero que henmos podido alcanzar a “ver” mediante los ingenios que hemos podido inventar para acceder, de manera indirecta, a ese espacio que se escapa de nosotros por su pequeñez y que, no por ello deja de tener una gran importancia para nosotros y para todo el mundo que nos rodea, de hecho, de esas “pequeñas cositas” resulta estar hecho el Universo. He leído por ahí:

“La mayor parte de la gente desconoce que la mecánica cuántica, es decir, el modelo teórico y práctico dominante hoy día en el ámbito de la ciencia, ha demostrado la interrelación entre el pensamiento y la realidad. Que cuando creemos que podemos, en realidad, podemos. Sorprendentes experimentos en los laboratorios más adelantados del mundo corroboran esta creencia.

El estudio sobre el cerebro ha avanzado mucho en las últimas décadas mediante las tomografías.

Conectando electrodos a este órgano, se determina donde se produce cada una de las actividades de la mente. La fórmula es bien sencilla: se mide la actividad eléctrica mientras se produce una actividad mental, ya sea racional, como emocional, espiritual o sentimental y así se sabe a qué área corresponde esa facultad.

Estos experimentos en neurología han comprobado algo aparentemente descabellado: cuando vemos un determinado objeto aparece actividad en ciertas partes de nuestro cerebro…. pero cuando se exhorta al sujeto a que cierre los ojos y lo imagine, la actividad cerebral es ¡idéntica! Entonces, si el cerebro refleja la misma actividad cuando “ve” que cuando “siente”, llega la gran pregunta: ¿cuál es la Realidad?

“La solución es que el cerebro no hace diferencias entre lo que ve y lo que imagina porque las mismas redes neuronales están implicadas; para el cerebro, es tan real lo que ve como lo que siente”, afirma el bioquímico y doctor en medicina quiropráctica, Joe Dispenza en el libro “¿y tú qué sabes?”. En otras palabras, que fabricamos nuestra realidad desde la forma en que procesamos nuestras experiencias, es decir, mediante nuestras emociones.”

La mecánica cuántica que conocemos en nuestros días se ha conseguido gracias a la suma de muchos esfuerzos y sería preciso entrar en la historia pasada de esta disciplina que investiga como es el mundo, como funciona la Naturaleza, para saber como se llegó a moldear esos conocimientos que nos llevan al “universo” de lo infinitesimal, de los objetos más pequeños pero que, sin ellos, no podrían existir los más grandes. Ninguna duda nos puede caber ya sobre el hecho cierto de que, la mecánica cuántica, es una de las ramas principales de la Física y está entre uno de los más grandes avances del pasado siglo XX en lo que al conocimiento humano del mundo se refiere. Nos explica el comportamiento de la materia-energía y, de hecho, sin esos conocimientos hubiera sido imposible alcanzar el nivel tecnológico del que hoy podemos disfrutar.

Un día de 1900, Max Planck escribió un artículo de ocho páginas que cambió el mundo de la física. En él nos habló del cuanto, unos pequeños paquetes de energía que eran emitidos por los cuerpoos calientes y, dejó sembrada la semilla de un árbol que no ha dejado de crecer desde entonces. Más tarde llegó Einstein que inspirado en aquel trabajo de Planck, fue un poco más allá y realizó aquel famoso trabajo conocido del Efecto fotoeléctrico. Desde entonces, los físicos no dejaron de ampliar y desarrollar las bases de nuestros conocimientos actuales.

La estructura de las fuerzas familiares como la Gravedad y el magnetismo fueron desarrolladas relativamente temprano. Todos conocemos la historia de Newton y sus trabajos y que, mucho después, dejó perfeccionado Einstein en relación a la fuerza gravitatoria. Las fuerzas electromagnéticas se determinaron también bastante pronto pero, no fue hasta 1927 cuando Dirac realizaría los primeros cálculos cuánticos de interacción de la radiación con la materia y en los años cuarenta y cincuenta gracias a los trabajos de, entre otros, Schwinger y Feynman, se construyó una teoría (electrodinámica cuántica) compatible con los principios básicos de la relatividad y la mecánica cuántica y con una capacidad predictiva asombrosa. Se han conseguido comprender éstos fenómenos, podríamos decir que al nivel de un acuerdo entre los cálculos teóricos y los resultados experimentales de más de diez cifras decimales, y, tal cosa, amigos míos, es un inmenso logro de la mente humana.

No podríamos comprender el macrocosmos sin haber descubierto antes que, en realidad, está fuertemente ligado al microcosmos, a la física subnuclear, ese mundo de lo muy pequeño que, cuando se profundiza en él, nos habla del futuro dinámico del universo y se comienza a ver con claridad como aquellas cuestiones antes no resultas, están ahí, ante nuestros ojos y para que nuestras mentes la puedan entender gracias a la dinámica activa de ese ámbito que resulta ser el campo de las partículas elementales y las fuerzas que con ellas actúan.

Las interacciones débiles y las interacciones fuertes, por su profunda lejanía, tardaron en ser comprendidas. Está claro que, el corto alcance en el que se desarrollan imposibilitaron bastante su hallazgo. Antes, los físicos no tenían acceso al mundo subatómico al que más tarde pudieron entrar de la mano de los microscopios electrónicos, los grandes aceleradores y otros ingenios de increíble alcance y precisición. Así que, a diferencia de lo que pasó con la Gravedad y el electromagnetismo, no se partía de una teoría clásica bien establecida, de manera que se tuvo que construir directamente, una teoría cuántica y relativista de ambas interacciones: la interacción nuclear débil y la interacción nuclear fuerte.

La empresa de comprender aquellas interacciones fue ardua y se tuvo que esperar hasta los año setenta para encontrar las teorías correctas y completas. En estos años se produjeron, primero la demostración por el holandés Gerard ´t Hooft, culminando los trabajos de su mentor, el también holandés, Martinus Veltman, de la autoconsistencia (llamada, por motivos técnicos, renormalización) de las teorías propuestas fenomenológicamente por Glashow, Wienberg y Salam para interacciones débiles; y segundo, el descubrimiento de la propiedad de libertad asintótica (por Gross, Wilczek y Plotzer) de las interacciones fuertes. Ambos grupos consiguieron el Nobel, pero los tres últimos no vieron premiados sus esfuerzos hasta 30 años después, en 2004, cuando se había comprobado de manera suficiente la veracidad de sus predicciones sobre la libertad de los Quarks en su confinamiento, cuando éstos, están juntos y los Gluones, se comportan como si no estuvieran allí, sólo actúan cuando tratan de separse.

En 1973, Wilczek, un estudiante graduado trabajando con David Gross en la Universidad de Princeton, descubrió la libertad asintótica que afirma que mientras más próximos estén los quarks menor es la interacción fuerte entre ellos; cuando los quarks están extremadamente próximos la interacción nuclear entre ellos es tan débil que se comportan casi como partículas libres.

Estosd avances hicieron posible obtener teorías consistentes con la relatividad y la mecánica cuántica de ambos tipos de interacciones; teorías que, además han superado con éxito las muchas confrontaciones experimentales que han sido realizadas hasta nuestros días. Aunque no hay ni cálculos teóricos, ni resultados experimentales tan exactos como en el caso de la electrodinámica cuántica, es cierto que el nivel de precisión de los cálculos con interacciones débiles llegan a cuatro y más cifras significativas y, para interacciones fuertes, estamos alcanzando el nivel del uno por ciento.

La Interacción gravitatoria que se deja notar  en las grandes estructructuras se hace presente y se deja sentir, podemos ver como funciona y cuáles son sus consecuencia. Sin embargo, en el mundo de lo muy pequeño, esta interacción, continúa siendo la cenicienta en lo que se refiere a la comprensión de la estructura microscópica y la incidencia que la interacción gravitatoria pueda tener ahí y, curiosamente, es la interacción que se conoce desde hace mucho tiempo y sabemos, perfectamente de su funcionamiento en ese ámbito de lo muy grande pero, hace mutis por el foro cuando nos acercamos al mundo de las partículas, de la mecánica cuántica. Por eso se habla tanto de que necesitamos una teoría cuántica de la gravedad.

No tenemos información alguna de la fuerza de Gravedad a nivel experimental sobre la interacción gravitatoria a cortas distancias, donde sólo se puede llegar a través de inmensas energías. A lo más que hemos podido llegar es a experimentos del tipo realizado por Eötvös, midiendo la interacción gravitatoria entre dos cuerpos a distancias del orden del centímetro: las interacciones gravitatorias entre partículas elementales (quarks, electrones o incluso núcleos) es tan minúscula que son pocas las esperanzas de poderlas medir…por ahora ni en muchom tiempo futuro, y, siendo así (que lo es), nos tenemos que dedicar a emitir conjeturas y a especular con lo que podría ser.

En el siglo XIX se consiguió uno e los logros más impresionantes que nunca pudo alcanzar la Humanidad. ¡La comprensión de los fenómenos electromagnéticos. Comprensión en la que participaron (como casi siempre) muchos científicos, entre los que podemos destacar a dos británicos: el inglés Muchael Faraday, responsable de una buena parte de la investigación y de los conceptos experimentales (de él es el concepto de campo que tan importante sería para la Física), y, el escocés James Clerk Maxwell al que le debemos la síntesis teórica que condensó en unas pocas ecuaciones fundamentales, de las propiedades de las interacciones electromagnéticas a nivel clásico, esto es, macroscópico.

Los fenómenos electromagnéticos tal y como se entendían a finales del siglo XIX, se suponían debidos a la fuerza que una carga eléctrica ejerce sobre otra: tanto si las cargas son estáticas (y entonces la fuerza viene dada por la conocida ley de Coulomb) como si están en movimiento, situación en la que se generan campos magnéticos. Las vibraciones de estos campos electromagnéticos se suponían propagándose por el éter (el “éter luminífero”) y la luz se identificaba como un caso particular de estas vibraciones electromagnéticas. La corriente eléctrica se interpretaba como una especie de fluido: recuérdese que, todavía en 1896, Lord Kelvin defendía esta naturaleza continua de la electricidad.

Lo que supuso el descubrimiento de la luz eléctrica para la Humanidad, aunque ahora lo podamos ver como cosa trivial y cotidiana, en realidad vino a cambiar el mundo que se vio de pronto, sacado bruscamente de la penunmbra para sumergirse en la más maravillosa claridad del día artificial. Aquello supuso un cambio enorme para muchos de los ámbitos sociales en las ciudades y, no digamos, más tarde, en el de los hospitales, laboratorios y también en el más cotidiano mundo doméstico.

Está claro que la luz es algo tan importante enn nuestras vidas que, sin ella, nos encontramos desamparados, desnudos y, si nos referimos a la natural, la que nos manda el Sol, la cosa sería más grave ya que, sin  ella, no podríamos estar aquí. De todo esto, como de cualquiera de los temas de Física que pudiéramos escoger al azar, nos podríamos estar hablando durante años…¡es tan fascinante! ¡son tan maravillosos! todos esos conocimientos que, de alguna manera, nos acercan a que podamos comprender en funcionamiento del mundo y nos cuentan el por qué ocurren las cosas de la, manera en que la vemos que pasan. Muchas son las historias que se podrían contar de todos estos sucesos que, por el camino de los descubrimientos tuvimos que recorrer.

La teoría cuántica, recordémoslo, afirma que para todo objeto existe una función de onda que mide la probabilidad de encontrar dicho objeto en un cierto punto del espacio y del tiempo. La teoría cuántica afirma también que nunca se conoce realmente el estado de una partícula hasta que se haya hecho una observación. Antes de que haya una medida, la partícula puede estar en uno de entre una diversidad de estados, descritos por la función de onda de Schrödinger. Por consiguiente, antes de que pueda hacerse una observación o medida, no se puede conocer realmente el estado de la partícula. De hecho, la partícula existe en un estado ultramundano, una suma de todos los estados posibles, hasta que se hace una medida.

Cuando esta idea fue propuesta por primera vez por Niels Bohr y Werner Heisemberg, Einstein se revolvió contra ella. “¿Existe la luna sólo porque la mira un ratón?“, le gustaba preguntar. Según la teoría cuántica, en su más estricta interpretación, la Luna, antes de que sea observada, no existe realmente tal como la conocemos.

“La Luna puede estar, de hecho, en uno cualquiera de entre un número infinito de estados, incluyendo el estado de estar en el cielo, de estar explotando, o de no estar allí en absoluto. Es el proceso de medida que consiste en mirarla el que decide que la Luna está girando realmente alrededor de la Tierra“.

Decía Einstein con ironía.

Edwin Schrödinger, autor de la ecuación con su función de onda, se disgustó con estas interpretaciones de su ecuación. Para demostrar lo absurdo de la situación creada, Schrödinger colocó un gato imaginario en una caja cerrada. El gato estaba frente a una pistola, que está conectada a un contador Geiger, que a su vez está conectado a un fragmento de uranio. El átomo de uranio es inestable y sufrirá una desintegración radiactiva. Si se desintegra un núcleo de uranio, será detectado por el contador Geiger que entonces disparará la pistola, cuya bala matará al gato.

Para decidir si el gato está vivo o muerto, debemos abrir la caja y observar al gato. Sin embargo, ¿cuál es el estado del gato antes de que abramos la caja? Según la teoría cuántica, sólo podemos afirmar que el gato está descrito por una función de onda que describe la suma de un gato muerto y un gato vivo.

Para Schrödinger, la idea de pensar en gatos que no están ni muertos ni vivos era el colmo del absurdo, pero la confirmación experimental de la mecánica cuántica nos lleva inevitablemente a esta conclusión. Hasta el momento, todos los experimentos han verificado, favorablemente, la teoría cuántica.

La paradoja del gato de Schrödinger es tan extraña que uno recuerda a menudo la reacción de Alicia al ver desaparecer el gato de Cheshire en el centro del cuento de Lewis Carroll: “Allí me verás“, dijo el Gato, y desapareció, lo que no sorprendió a Alicia que ya estaba acostumbrada a observar cosas extrañas en aquel lugar fantástico. Igualmente, los físicos durante años se han acostumbrados a ver cosas “extrañas” en la mecánica cuántica.

                      La Mecánica cuántica, es , más fascinante el el Pais de las Maravillas de Alicia

Existen varias maneras de abordar esta dificultad de lo incomprensible en mecánica cuántica. En primer lugar, podemos suponer que Dios existe. Puesto que todas las “observaciones” implican un observador, entonces debe haber alguna “conciencia” en el universo. Algunos físicos como el premio Nobel Eugene Wigner, han insistido en que la teoría cuántica prueba la existencia de algún tipo de conciencia cósmica universal.

La segunda forma de tratar la paradoja es la preferida por la gran mayoría de los físicos en activo: ignorar el problema.

El físico Richard Feynman dijo en cierta ocasión: “Creo que es justo decir que nadie comprende la mecánica cuántica. No siga diciéndose a sí mismo, si puede evitarlo, “¿pero cómo puede ser así?” porque usted se meterá “hasta el fondo” en un callejón sin salida del que nadie ha escapado. Nadie sabe como puede ser eso“. De hecho, a menudo se ha dicho que de todas las teorías propuestas en el siglo XX, la más absurda es la teoría cuántica. Algunos dicen que la única cosa que la teoría tiene a su favor es que “es indudablemente correcta”.

            ¿Siempre será parte del misterio?

Sin embargo, existe una tercera forma de tratar esta paradoja, denominada teoría de los muchos universos. Esta teoría (como el principio antrópico) no gozó de mucho favor en la última década, pero está siendo revitalizada por la función de onda del universo de Stephen Hawking.

Pero, bueno… ¿cómo he llegado hasta aquí? Es cierto que… ¡Los senderos de la Física te pueden llevar a tántos sitios…!

emilio silvera

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        El núcleo desnudo

Si bien existe confusión e intriga acerca de su uso y factibilidad, la computación cuántica no es un sueño. De hecho, muchos expertos la ven como inevitable. En los computadores tradicionales, el procesamiento paralelo divide una tarea en partes y las delega a procesadores separados. La computación cuántica hace mas o menos lo mismo, solo que el procesamiento ocurre a nivel subatómico, donde rigen las leyes de la mecánica cuántica.

Mientras que un bit magnético tradicional puede representar solo un 1 o un 0, los bits cuánticos, o “qubits”, consistentes de atomos y partículas subatómicas ofrecen una gama de posibilidades exóticas. Un computador cuántico puede guardar datos en el espín de los electrónes, o en la posición de un cierto electrón. Un qubit, por ejemplo, puede ser 0, 1 y 0 y 1 al mismo tiempo, permitiendo la construcción de procesadores inmensamente más rápidos que los procesadores tradicionales.

En el centro del átomo se encuentra un pequeño grano compacto aproximadamente 100.000 veces más pequeño que el propio átomo: el núcleo atómico. Su masa, e incluso más aún su carga eléctrica, determinan las propiedades del átomo del cual forma parte. Debido a la solidez del núcleo parece que los átomos, que dan forma a nuestro mundo cotidiano, son intercambiables entre sí, e incluso cuando interaccionan entre ellos para formar sustancias químicas (los elementos). Pero el núcleo, a pesar de ser tan sólido, puede partirse. Si dos átomos chocan uno contra el otro con gran velocidad podría suceder que los núcleos llegaran a chocar entre sí y entonces, o bien se rompen en trozos, o se funden liberando en el proceso partículas subnucleares. La nueva física de la primera mitad del siglo XX estuvo dominada por los nuevos acertijos que estas partículas planteaban.

Pero tenemos la mecánica cuántica; ¿es que no es aplicable siempre?, ¿cuál es la dificultad? Desde luego, la mecánica cuántica es válida para las partículas subatómicas, pero hay más que eso. Las fuerzas con que estas partículas interaccionan y que mantienen el núcleo atómico unido son tan fuertes que las velocidades a las que tienen que moverse dentro y fuera del núcleo están cerca de la velocidad de la luz, c, que es de 299.792’458 Km/s. Cuando tratamos con velocidades tan altas se necesita una segunda modificación a las leyes de la física del siglo XIX; tenemos que contar con la teoría de la relatividad especial de Einstein.

Esta teoría también fue el resultado de una publicación de Einstein de 1905. en esta teoría quedaron sentadas las bases de que el movimiento y el reposo son conceptos relativos, no son absolutos, como tampoco habrá un sistema de referencia absoluto con respecto al cual uno pueda medir la velocidad de la luz.

Pero había más cosas que tenían que ser relativas. En este teoría, la masa y la energía también dependen de la velocidad, como lo hacen la intensidad del campo eléctrico y del magnético.

Einstein descubrió que la masa de una partícula es siempre proporcional a la energía que contienen, supuesto que se haya tenido en cuenta una gran cantidad de energía en reposo de una partícula cualquiera, como se denota a continuación:

E = mc²

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En su breve poema “Cuando escuché al docto astrónomo”,  Walt Whitman relata una velada en una conferencia científica. Aquello todo eran Cifras y demostraciones que llenan la estancia y crean un ambiente opresivo, y asfixiante. Ninguna explicación sugerente y mágica que, de alguna manera, mantuviera despierta la curiosidad del oyente y, sobre todo, cuestiones sugerentes y misteriosas que despertaran su imaginación.

“hasta que me levanté y me escabullí, salí a pasear en soledad

bajo la mística niebla de la noche, y de vez en cuando,

alzaba la mirada a las estrellas en absoluto silencio.”

 

 

 

 

Pese a que fue escrito hace más de un siglo el poema de Whitman, sigue hallando eco entre un público contemporáneo sorprendentemente grande. A todos nos gusta escuchar a los científicos que saben explicar, de manera sencilla, cuestiones difíciles relativas al universo, a la materia, y a las leyes que todo lo rigen. Si el orador, tiene talento para desgranar los temas con esa forma de cuento de niño, que sin embargo, está lleno de una cantidad ingente de datos presentados de una manera mágica que los lleve al asombro y a la maravilla, entonces, nadie se aburre, todos están “enganchados” en el hilo de lo que allí se cuenta y, de alguna manera, se produce la simbiosis entre orador y público, de tal manera que, se puede oír el vuelo de una mosca, tal es el silencio y la alta atención que se presta cuando lo que se oye, nos gusta y nos enseña.

Nuestro Universo está repleto de maravillas que desconocemos y, a medida que nos vamos adentrando en sus secretos, sentimos crecer la adrenalina y el asombro desaparece para dar paso a la maravilla y la sorpresa de todo lo que la Naturaleza puede hacer.

Pero, ¿es realmente cierto que la ignorancia supera al conocimiento como camino más directo hacia el asombro? Bueno, lo cierto es que, nos asombra todo aquel fenómeno que no llegamos a comprender y nos sorprendemos de su existencia de la que no tenemos una explicación. A medida que aprendemos, el Asombro Decrece en la misma proporción que la ignorancia para dar paso al conocimiento que, no pocas veces resulta ser, una realidad mágica de la que la Naturaleza está repleta y, nosotros, sólo tenemos que descubrirla para poder disfrutar de tales maravillas.

Cuando puedo admirar la imagen de n magnetar, me siento transportado a regiones lejanas del espacio en las que, ese magnetar o magnetoestrella (que es una estrella de neutrones alimentada con un campo magnético extremadamente fuerte y, Simplemente se trata de una variedad de púlsar cuya característica principal es la expulsión, en un breve período -equivalente a la duración de un relámpago-, de enormes cantidades de alta energía en forma de rayos X y rayos gamma. ), ha surgido a partir de una estrella masiva y se ha conformado como un extraño objeto exótico que nos produce sorpresa y admiración al ver como, a partir de una cosa totalmente diferente, por medio de transiciones de fase de diversa índole, se llega a formar otro objeto totalmente distinto del que fue.

Allí, los rayos Gamma están formados por fotones pertenecientes al extremo más energético del espectro electromagnético, seguidos de los rayos X y, a continuación, de los rayos ultravioleta. Si los rayos X expulsados por el magnetar son de alta intensidad recibe entonces el nombre de “púlsar anómalo de rayos X”, (en inglés “anomalous X-ray pulsars”, o su acrónimo AXPs). Si los rayos expulsados pertenecen al espectro Gamma de más alta intensidad, reciben el nombre de “repetidores de gamma suave”, SGRs del inglés “soft gamma repeater”.

De la misma manera, si miro el cráneo de Lucy y sus huesos diminutos,  cuidadosamente dispuestos para su exhibición en la vitrina de un museo, y, a su lado, puedo contemplar una también minuciosa reconstrucción de lo que Lucy fue en vida. No puedo evitar (ni quiero) que mi imaginación “vuele” hasta las cálidas sabanas africanas en la que se gestó la Humanidad hace tres mil millones de años.

Si pienso en los grandes reptiles del Jurásico, de inmediato me veo transportado a un tiempo en el que, los bosques mesozoicos por los que discurrían aquellas bestias prodigiosas, eran también un prodigio de exuberancia en la Naturaleza.

Así, tanto si miramos al espacio interestelar en las regiones lejanas del Universo, como si lo hacemos en las capaz profundas del planeta, encontramos los fósiles de estrellas o de seres vivos que nos cuentan lo que allí pasó. La información queda, y, por nuestra parte, lo único que tenemos que hacer es aprender, para poder leer los “infinitos mensajes” que, por todas partes, podemos encontrar para que nos cuenten lo que pasó y nos den una pista de lo que pasará.

¿Os imaginais, si pudiéramos conocer toda la historia científica de la creación? Sería una narración apasionante que, correcta y sencillamente explicada, nos ayudaría a conocer de dónde venimos y, casi, por definición, hacia dónde vamos. Todos hemos llegado a comprender que, el “milagro biológico” ha sido posible gracias a una conjunción de situaciones presentes en el conjunto del Sistema Solar que, escogió (por Azar) al planeta Tierra para que, en él, surgiera la Vida después de cuatro mil años de evolución. Somos parte de ese legado y, al tratar de comprender ese legado, hemos comenzado a dar los primeros pasos para poder llegar a saber, algún día, nuestro propio lugar en este mundo y, posiblemente, el el Universo.

Puede parecer mentira pero, todo, comenzó con aquella primera célula replicante. Las bacterias, los protozoos, los invertebrados, los peces…y, así, evolucionando a través de miles de años, pudimos llegar aquí nosotros que, por esa especie de “loteria” químico-biológica, se conformó primero en el protoplasma de la vida y, más tarde, de él, pudo surgir la primera señal, el primer exponente de eso que llamamos vida. Todo un logro de la Naturaleza que, a partir de la “materia inerte”, nos trajo aquí y, seguramente, de la misma manera, lo habrá hecho una y miles de veces en otros planetas lejanos que nos quedan por descubrir. Creo que estamos bien acompañados pero las familias están muy distantes las unas de las otras.

El entusiamo que en mi cerebro injerta todos estos temas, me lleva a preguntarme muchas cuestiones y situaciones y, una de ellas, es esa pregunta de cómo serán “ellos” qué aspectos de la biología terrestre nos unirán con todos aquellos que, como nosotros en la Tierra, habiten un planeta desde el que, se asombren al ver las estrellas y se hagan las mismas preguntas que nos hacemos nosotros?

Pero, ¿cómo llegaremos a comprender acontecimientos que pudieron suceder hace más de mil millones de años o más? Una cosa es saber que en las llanuras mareales de hace mil quinientos millones de años vivían bacterias fotosintéticas, y otra muy distinta es entender como se infiere que unos fósiles microscópicos pertenecden a bacterias fotosintéticas, cómo se averigua que las rocas que los rodean se formaron en antiguas llanuras mareales y cómo se estima que su edad es de mil quinientos millones de años.

Como estamos inmersos en una empresa Humana que va encaminada a conseguir los conocimientos necesarios de todo esto para poder, de una manera científica, poder explicar las cuestiones que más nos afectan y conciernen y, en tanto que empresa humana, éste es también un relato de exploración que se extiende desde el espacio interior de las moléculas a ese otro espacio que llamamos exterior, fuera de nuestro ámbito del Sistema solar, allí donde residen las galaxias lejanas, mundos nuevos, y objetos tan extraños y exóticos como lo pueden ser los magnétares, los púlsares, las estrellas de neutrones (todos lo mismo presentados en diferentes formas), o, los agujeros negros.

No quiero cerrar este trabajo sin dejar (aunque sea de pasada) un recuerdo a esos minúsculos “seres” que, sin duda alguna, han contribuído y siguen contribuyendo a la coevolución de la Tierra y la Vida. Tanto los organismos como el ambiente han ido cambiando drásticamente con el paso inexorable del Tiempo, a menudo de forma concertada. Los cambios de clima, la geología e incluso la composición de la atmósfera y de los océanos han influído de manera directa en la evolución. De la misma manera, las innovaciones tecnológicas de nuestra Sociedad Moderna, también influye, a su vez, en la historia del Medio Ambiente.

Todo esto que aquí hemos contado de manera sencilla y procurando no profundizar en demasía, nos puede llevar a la convicción de que, no estamos sólos, de que las leyes del Universo se repiten de la misma manera en todas partes y, en consecuencia, en todas partes ocurren las mismas cosas. Por otra parte, deberíamos considerar a nuestro planeta y (¿por qué no?) a la estrella que nos acompaña, como “seres vivos” que, a su manera, procuran cuidar de nosotros y, para ello, nos ofrecen lo mejor que tienen. Aunque, no siempre nosotros seámos conscientes de ello.

¡Merluzos! Al fin y al cabo… ¡La Humanidad! ¿Cambiará alguna vez?

emilio silvera

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– 325 d. C.: Eusebio, que presidió el Concilio de Nicea convocado por el Emperador Constantino, calcula que el mundo fue creado 3.184 años antes del nacimiento de Abraham.

– 400: Comienza la Edad Media; en Occidente, la Ciencia queda aletargada.

– 455: Los vándalos saquean Roma.

– 963: Al-Sufi, en su Libro de las estrellas fijas, menciona las nebulosas.

– 1001: Levi Eriksson llega a Nueva Inglaterra.

– 1276-1292: Marco Polo vive en Hangzhou.

– 1400: El Renacimiento comienza en Europa.

-1492: Colón (re) descubre América.

– 1521: Cortés conquista Tenochtitlan.

– 1522: Los supervivientes de la expedición final de Magallanes completan la circunnavegación del Globo Terrestre.

– 1531: Pizarro llega a Perú.

– 1543: Se publica sobre Las revoluciones de Copérnico.

– 1572: Tycho Brahe ve una nova (o “estrella nueva”) en el cielo, prueba en contra de la teoría de Aristóteles de que el ámbito de las estrellas es inmutable y, por lo tanto, diferente del de la Tierra.

– 1576: Thomas Digges publica en Inglaterra una defensa de la cosmología copernicana, en la que describe las estrellas como distribuidas a través del espacio infinito.

– 1604: Galileo conjetura que los cuerpos caen con un movimiento uniformemente acelerado, anunciando de este modo la primera de las leyes de la dinámica clásica. Kepler y Galileo observan una supernova.

– 1609: Galileo observa, por primera vez, el cielo nocturno a través de un telescopio.

– 1611: Se publica la edición de la Biblia del rey Jaime, que contiene un cálculo de james Ussher, obispo de Armagh, según el cual “el comienzo del tiempo…cae a principios de la noche que precedió al día 23 de octubre del año 4004 a.C”.

– 1616: La Iglesia católica romana prohíbe todos los libros que sostengan que la Tierra se mueve.

– 1639: El tránsito de Venus es observado por dos astrónomos aficionados ingleses.

– 1662: La Royal Society de Londres obtiene la cédula real.

– 1665-1666: Isaac Newton, de veintitrés años de edad, al volver de la universidad, comprende que la fuerza gravitatoria obedece a una leu de la inversa del cuadrado y explica por igual la caída de los cuerpos en la Tierra y el movimiento de la Luna en su órbita.

– 1666: Newton observa el espectro que produce la luz solar cuando se hace pasar por un prisma.

– 1672: La oposición de Marte, observada entre otros por Richer en Cheyenne y Cassini en Paris, lleva a estimar la distancia de la Tierra al Sol en una cifra comprendida entre los 130 y 140 millones de kilómetros, que representa el 90 por ciento del valor correcto.

– 1675: Olaf Römer determina, a partir del estudio de los satélites de Júpiter, que la luz tiene una velocidad finita.

– 1684: Edmond Halley visita a Newton en el Trinity College, y da nueva vida a la investigación que condujo a Newton a escribir los Principia.

– 1686: Bernard de Fontanelle, en sus Entretiens sur la Pluralité des Mondes, populariza la idea de que el universo contiene muchos mundos habitados.

– 1687: Se publica los Principia de Newton.

– 1716: Halley insta a que se observe y se tome el tiempo del futuro tránsito de Venus a fin de triangular las distancias interplanetarias.

– 1718: Halley descubre que las estrellas brillantes Sirio, Aldebarán, Betelgeuse y Arcturus han cambiado de posición en el cielo desde que se compiló el Almagesto de Tolomeo, primera prueba del “movimiento propio” de las estrellas.

– 1719: John Strachey publica notas en Inglaterra sobre los estratos de la región carbonífera de Somerset, primer paso para la creación de la geología como ciencia.

– 1728: James Bradley descubre la aberración de la luz estelar producida por el movimiento de la Tierra.

– 1750-1784: El Astrónomo aficionado francés Charles Messier cataloga decenas de objetos celestes indefinidos que podían ser tomados erróneamente por cometas; muchas resultarán ser cúmulos estelares y nubes de gas interestelares; otros, galaxias externas.

– 1755: Kant conjetura que las nebulosas espirales son galaxias de estrellas.

– 1761-1769: Los tránsitos de Venus observados por expediciones científicas muy dispersas permitieron nuevas determinaciones de la distancia de la Tierra al Sol, la “unidad astronómica”.

– 1765: La Junta Inglesa de la Longitud reconoció a John Harrison como el creador del cronómetro marino, que hizo posible llevar el tiempo con exactitud y determinar la longitud en el mar.

– 1766: Henry Cavendisch identifica el hidrógeno, el elemento más abundante del universo.

– 1781: William Herschel descubre el planeta Urano.

– 1783: Herschel infiere la dirección genral del movimiento del sistema solar en el espacio estudiando el movimiento propio de trece estrellas brillantes.

– 1793: William Smith, un inspector de canales e ingeniero asesor, excavando la región minera del condado de Somerset, halla pruebas de una coherente sucesión de estratos geológicos en toda Inglaterra.

– 1795: La The Theory of the Earth de james Hutton expone una hipótesis uniformista del cambio geológico que se ha producido en el curso de un largo pasado.

– 1800: William Herschel detecta la luz infrarroja.

– 1801: Johan Ritter detecta la luz ultravioleta. Georges Cuvier identifica veintitrés especies de animales extinguidos en el registro fósil, sumiendo en la confusión la doctrina de que todas las especies fueron creadas simultáneamente y son imperecederas.

– 1802: William Wallaston describe líneas espectrales en el espectro del Sol.

– 1814: Joseph Fraunhofer, usando el primer telescopio con red de difracción, redescubre las líneas espectrales solares y las representa en un gráfico, poniendo las bases de la espectroscopia astrofísica.

– 1820: Hans Christian Oersted descubre que la corriente eléctrica produce un campo magnético, iniciando el estudio de la fuerza electromagnética.

– 1823: John Herschel conjetura que las líneas de Fraunhofer pueden indicar la presencia de metales en el Sol.

– 1830: Charles Lyell publica el primer volumen de sus Principles of Geology, presentando pruebas de la teoría uniformista de que es posible explicar el historial geológico en términos de la acción lenta, durante largos períodos, de procesos que prosiguen en el mundo actual.

– 1831: Charles Darwin, con un ejemplar del libro de Lyell en la mano, parte a borde del Beagle para un viaje de cinco años alrededor del mundo.

– 1837: Darwin utiliza los elementos esenciales de su teoría de la evolución por selección natural, pero no publica la teoría hasta pasados veintidós años.

– 1838: Primera medición precisa, mediante paraje, de la distancia de una estrella.

– 1842: Christian Johann Doppler observa que la longitud de onda del sonido u otras emisiones de una fuente en movimiento, parecerá, a un observador inmóvil, de una frecuencia mayor si el objeto se aproxima, y menor si se aleja: es el “Efecto Doppler”.

– 1847: Hermann von Helmholtz expone la ley de conservación de la energía.

– 1849: Jean-León Foucault detecta líneas de emisión espectrales.

– 1850: W. C. Bond hace en Harvard la primera fotografía astronómica, un daguerrotipo de la Luna.

– 1855-1863: Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff  crean los elementos del análisis espectral, mediante el cual es posible comparar los espectros de materiales de laboratorio con los del Sol y las estrellas.

– 1859: Se publica el Origen de las Especies de Darwin.

– 1862: Foucault perfecciona los cálculos sobre la velocidad de la luz.

– 1864: William Huggins obtiene el primer espectro de una nebulosa, y halla que se compone de gas. James Clerk Maxwell publica una teoría unificada de la electricidad y el magnetismo, describiendo ambos como dos aspectos de una misma fuerza electromagnética.

– 1865: Gregor Mendel anuncia los resultados de su investigación en genética, clave reveladora de la persistencia de caracteres inmutables en los seres vivos, un elemento decisivo que faltaba en el darvinismo.

– 1874-1882: Tránsitos de Venus observados con instrumentos nuevos y más precisos, que mejoran las estimaciones de la unidad astronómica.

– 1877: David Gill mide la paralaje de Marte durante su oposición, y deduce que la distancia del Sol es de 148.800.000 kilómetros.

– 1879: Albert Michelson, empleando el principio de Foucault, determina la velocidad de la luz.

– 1883: La red de difracción de Henry Rowland mejora mucho la resolución de espectrógrafos.

– 1884: Jophann Balmer determina la serie armónica de líneas del hidrógeno, iniciando un campo de estudios que llevará a la investigación de las capas electrónicas de los átomos.

– 1887: Albert Michelson y Edward Morley realizan el último y más preciso de una serie de experimentos, los cuales demostraban que el espacio no puede estar lleno de éter que, se pensaba, era el medio para la transmisión de la luz. Su trabajo despejó el terreno para la idea de la contracción de Lorentz.

– 1892: Hendrik Lorentz y George FitzGerald, independientemente, conjeturaron que la contracción de la longitud de las varas de medir a causa de la velocidad explica los resultados experimentales de Michelson y Morley, un concepto esencial en la teoría de la relatividad especial de Einstein.

– 1895: E. E. Bernard fotografía la Vía Láctea y observa que las manchas oscuras son demasiado numerosas para ser espacio vacío, y que deben corresponder a nubes oscuras de materia interestelar.

– 1897: J.J. Thomson descubre el electrón.

– 1898: Marie y Pierre Curie aíslan los elementos radiactivos radio y polonio.

– 1900: Max Planck propone la teoría cuántica de la radiación, base de la física cuántica.

– 1904: Ernest Rutherford señala que la cantidad de helio producida por la desintegración radiactiva de minerales de las rocas podría usarse para medir la edad de la Tierra.

– 1905: Albert Einstein publica la teoría de la relatividad especial, donde indica que las mediciones de espacio y tiempo se distorsionan a altas velocidades y que masa y energía son equivalentes; en otro artículo demuestra que la luz se compone de cuantos (los fotones).

– 1911: Ernest Rutherford demuestra que la mayor parte de la masa de los átomos está contenida en un diminuto núcleo.

– 1912: Henrietta Swan Leavittt descubre una correlación entre la magnitud y el período de variación de las estrellas cefeidas, abriendo la posibilidad de su uso como indicadoras de distancias intergalácticas.

– 1913: Niels Bohr desarrolla la estructura atómica, en la cual dice que los electrones giran alr3ededor del núcleo de un modo similar a como los planetas giran alrededor del Sol. Henry Norris Russell presenta un gráfico de las luminosidades y colores de las estrellas, extendiendo la labor realizada en 1911 por Ejnar Hertzsprung. El Diagrama de Hertzsprung-Russell resultante será fundamental para la comprensión de la evolución de las estrellas.

– 1914: Walter Adams y Arnold Khlschutter determinan la luminosidad de las estrellas sólo mediante sus espectros, haciendo posible estimar las distancias de millones de estrellas distantes.

– 1915: Annie Jump Cannon clasifica las estrellas en categorías según su tipo espectral, un paso importante para discernir un orden subyacente en la diversidad de las estrellas. Arnold Sommerfied perfecciona el modelo del átomo de Bhor.

– 1916: Albert Einstein publica la teoría de la relatividad general, describiendo la gravitación como un efecto de la curvatura del espacio y liberando la cosmología del antiguo dilema del universo finito o universo infinito.

– 1916-1917: Arthur Stanley Eddintong demuestra teóricamente que las estrellas son esferas gaseosas; su obra puso los cimientos de su posterior afirmación de que la contracción gravitatoria no podía ser el mecanismo que da energía a las estrellas.

– 1917: Herbert Curtis y George Rtchey anuncian que han hallado novas (estrellas que aumentan repentina y enormemente de brillo) en la espiral Andrómeda. Difieren las opiniones sobre si esto significa que Andrómeda es una galaxia de estrellas o una nebulosa gaseosa de la que se están formando nuevas estrellas. Vesto Slipher mide grandes corrimientos Doppler en los espectros de espirales, y más tarde se halló que obedecían al movimiento de las galaxias espirales en el universo en expansión.

– 1918: Harlow Shapley demuestra, estudiando las distancias de cúmulos globulares, que el Sol está en el borde de una galaxia de estrellas. El telescopio de de 2,5 metros de Monte Wilson, a la sazón el mayor del mundo, empieza a funcionar.

– 1919: La expedición inglesa para observar el eclipse solar confirma la predicción de Einstein d que el espacio, en un campo gravitatorio, tiene una intensa curvatura.

– 1920: La controversia sobre si las nebulosas espirales son nubes gaseosas o “universos.-islas”, esto es, galaxias, llega a un punto decisivo en un debate entre Heber Curtis y Harlow Shapley.

– 1922: Aleksandr Friedmann demuestra que la relatividad general es compatible con una cosmología del universo en expansión.

– 1923: Cecilia Payne demuestra, mediante espectros solares, que la abundancia relativa de elementos en el Sol es semejante a la de la corteza terrestre.

– 1924: Luis de Broglie desarrolla la teoría ondulatoria de la materia.

– 1925: Max Born, Pascual Jordan y Wernwer Heisenberg desarrollan la mecánica cuántica. Wolfgang Pauli anuncia el Principio de exclusión, esencial para comprender las líneas espectrales de estrellas nebulosas y de cómo las estrellas al final de sus vidas, consiguen en función de su masa (no todas lo consiguen), estabilizarse como estrellas enanas blancas o de neutrones por degeneración de los electrones en las primeras y de los neutrones en las segundas. Si la estrellas es demasiado masiva, ni este principio es capaz de evitar que se convierta en un agujero negro.

– 1926: Eewin Schrödinger propone una teoría del átomo basada en la teoría de la mecánica ondulatoria.

– 1927: Jan Oort detecta pruebas de la rotación de la Vía Láctea, examinando la velocidad radial de las estrellas. Georges Lemaítre publica una cosmología del universo en expansión. Werner Heisenberg descubre el principio de incertidumbre o e Indeterminación cuántico.

1927-1929: Se desarrolla la teoría de la electrodinámica cuántico-relativista.

A partir de 1928, se suceden los trabajos y predicciones de George Gamow, llegan las ecuaciones de Dirac y su predicción de la existencia del positrón, Hubble anunció la relación entre el corrimiento al rojo en los espectros de las galaxias y sus distancias más lejanas cada vez, Pauli predice la existencia del neutrino para explicar la masa perdida en la desintegración Beta, Chadwick descubre el neutrón y Anderson el positrón de Dirac y, así, muchos nuevos descubrimientos se sucedieron hasta llegar al LHC.

Ahora, seguimos avanzando pero cada vez más rápidamente, toda vez que los conocimientos adquiridos nos posibilitan para llegar más lejos en el conocimiento de esos fascinantes “univeros” de lo micro y lo macroscópico. Ahora queremos llegar al corazón de la Naturaleza misma y profundizar hasta más allá del límite de Planck, donde podremos ver, lo que pasó en aquellas primeras fracciones de segundo, cuando comenzó el big bang y, también, queremos saber si la materia, además de Quarks y Leptones, lleva algún otro ingrediente.

De los avances que se avecinan sólo podemos decir que serán, propicios para el asombro y la maravilla y, en unos meses (no creo que más), nos confirmarán el descubrimiento del Bosón de Higgs, o, por el contrario, su inexistencia. En cualquier caso, la ciencia ganará, toda vez que, si se encuentra confirmará uno de los parámetros hasta ahora aleatorios del Modelo Estándar y, a partir de su confirmación, éste podrá ser mejorado de manera que, podamos comprender mejor la materia y las fuerzas del universo que hacen posible que nuestro mundo, sea como lo podemos contemplar.

Pero, no quedará ahí todo lo que se nos viene encima: La “materia y energía oscura” que será, de una vez por todas, o bien desvelada o bien desenmascarada. Las fluctuaciones de vacío que rasgan el espacio-tiempo y dejan salir partículas virtuales que, nos pueden decir tantas cosas…, y, así, podríamos seguir con la computación cuántica, la robótica del espacio y la terrestre, la nano ciencia (presente en tantos órdenes y disciplinas científicas). Todo ello, amigos míos, nos llevará en volandas, hacia el futuro que ya está aquí con nosotros.

emilio silvera

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