Lo que le pueda ocurrir a nuestra civilización, además de estar supeditado al destino de nuestro planeta, de nuestro Sol y de nuestro Sistema Solar y la galaxia, en parte,  también está en manos de los propios individuos que forman esta civilización y que, con sensibilidades distintas y muchas veces dispares, hace impredecibles los acontecimientos que puedan provocar individuos que participan con el poder individual de libre albedrío.

Muchos son los planetas que, por una u otra razón, no reunen esas condiciones y, algunos, están en las cercanias de su estrella haciendo imposible que en ellos, pueda surgir la vida. Bueno, al menos la que aquí conocemos. ¿Será así nuestro mundo cuando el Sol, se convierta en una gigante roja? ¿Podremos escapar antes de que llegue ese imparable momento?

El Tiempo es como una escalera que, a medida que la subimos, se va destruyendo a nuestras espaldas. Nunca podremos regresar al pasado. El Universo sólo marcha en una sóla dirección: El Futuro, y, si ahora no sabemos poner las bases firmes para un futuro estable…, ¡apaga y vamonós!

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La grandeza de Newton ha sido reconocida por todos (polémicas aparte), y, el mismo Einstein -de alguna manera el que finalizó su teoría de la gravitacíon universal- así lo dejó plasmado en las palabras siguientes:

“Observad las estrellas y aprended de ellas,

En honor al maestro todas deben girar,

Cada una en su trayectoria, sin un ruido,

Siguiendo el principio de Newton.”

 

Newton elaboró una explicación cuantificada matemáticamente de la gravitación que abarcaba por igual fenómenos terrestres y celestes. Al hacerlo demolió la división aristotélica del universo en dos ámbitos, uno por encima y otro por debajo de la Luna, y creó una base física para el Universo copernicano.

La perfección y seguridad con la que realizó esta tarea fueron tales que su teoría llegó a ser considerada durante más de dos siglos, como algo cercano a un mensaje de Dios. Aún hoy, cuando la dinámica newtoniana es contemplada como sólo una parte de la tela más vasta pintada por la relatividad de Einstein, la mayoría de nosotros seguimos pensando en términos newtonianos, y las leyes de Newton son eficaces para guiar las naves espaciales a la Luna y los planetas.

de donde:

F es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos. G es la constante de Gravitación Universial.

Sin embargo, el hombre cuya explicación del Cosmos vive en la mente de más de mil millones de personas era uno de los más extraños y difícilmente accesibles individuos que haya vivido nunca y, en su vida privada tenía aficiones insospechadas como la de aquellos papeles de Alquimía comprados en una Subasta y que estaban dentro de un viejo Baúl de Newton.

Una muestra de los Papeles de Newton conservados en la Bibliteca de Israel

Claro que Newton era mucho más que esos escarceos esporádicos que pudiera hacer por la Alquimia. Cuando la Universidad se vio obligada a cerrar sus puertas por la Peste de 1665, envió a todos sus estudiantes a casa. Newton regresó a la Granja de su padre. Tenía por aquel entonces 22 años. En su pueblo natal de Woolsthorpe disfrutó de dos años de vaciones forzosas que le fueron muy fructíferas y más para la Historia de la Ciencia.

Allí, alejado de todos y en plena Naturaleza, llevando una vida bucólica y relajada. Newton pudo estar en contacto directo con la Naturaleza que amaba y se pasaba el día pensando sobre las cuestiones que llamaban su atención. Idealesgeneiales sobre la naturaleza de la luz y sus experimentos del prisma, una mezcla de colores del espectro que, en realidad, abrió el camino a una óptica más avanzada.

La naturaleza de la luz

                                               Apuntes sobre la Naturaleza de la luz

Sus estudios sobre la naturaleza de la Luz y los telecopios son ahora bien conocidos por todos y también los avances a que dieron lugar todas a quellas ideas de un chico de 22 años. De aquellos etudios salieron trabajos de gran importancia que le dieron al mundo buenas herramientas para avanzar en otros campo de la Física.

El siglo XVIII, ha sido llamado “Siglo de las luces”, porque albergó un movimiento de verdadera revolución intelectual, terreno abonado por matemáticos y científicos como el italiano Galileo, el polaco Copérnico, el francés Descartes, el holandés Huygens y, los británicos Charles Darwin e Isaac Newton.

El año en que moría Galileo, nació Isaac Newton en Woolsthorpe, una humilde aldea inglesa, y en el seno de una familia sumamente modesta, esencialmente campesina, que no contaba con grandes medios de fortuna. Su padre, labriego analfabeto,  murió meses antes de que naciera el futuro sabio. El muchacho crecía y se desarrollaba en un ambiente rural en el que no se le ofrecían grandes problemas intelectuales; pese a que su gran curiosidad y su notable inteligencia, que empezaron a manifestarse en los primeros juguetes que construyó para él y para sus amigos: pequeños molinos de viento, papalotes, relojes hidráulicos y otros ingeniosos artefactos. Pronto dedicó casi todo su tiempo al estudio apasionado de las matemáticas, devorando en escasos meses todos los libros que contenían las pequeñas bibliotecas locales.

A los catorce años dejó de asistir a la escuela para ayudar a su madre, viuda por segunda vez, por lo que regresó a la explotación de la granja familiar. Abandonar sus estudios hizo que el joven Newton se sintiera profundamente desgraciado. Sus labores campesinas, no le dejaban tiempo para sus especulaciones y lecturas, o para la construcción de sus artefactos, pero un tío suyo, William Ayscough, que se dio cuenta de cuan penosa era para el joven aquella situación, y, como era hombre ilustrado, miembro del Trinity College de Cambridge, aconsejó a la madre para que el joven Newton volviera a la escuela, esta vez con la intención de prepararlo para su ingreso en la Universidad de Cambridge, cosa que tuvo lugar en 1661.

A partir de aquel día, el progreso de Newton fue rapidísimo. Cuatro años más tarde recibía su diploma de bachiller, y en el transcurso de aquel tiempo consiguió impresionar muy profundamente, con sus vastos conocimientos y su extraordinaria rapidez mental, a sus condiscípulos y maestros. El mismo año en que recibió su diploma descubrió el famoso teorema en el que desarrollaba el binomio que todos los estudiantes de álgebra conocen hoy en día con el nombre de su descubridor: el binomio de Newton. Y unos meses después descubrió los elementos del cálculo diferencial o integral, a los que dio el nombre de “fluxiones”. Era una etapa singularmente creadora, porque, como es bien sabido, los grandes matemáticos -en esto se parecen a los atletas- dan lo mejor de sus esfuerzos durante los años juveniles; el matemático que a los treinta años no ha producido ningún descubrimiento valioso puede considerarse hombre fracasado.

Newton escribió,- a los 24 años, mayo de 1666-:

“Conseguí adivinar los principios del cálculo integral y el método para calcular el área de las curvas y el volumen de los sólidos, y aquel mismo año empecé a pensar en cómo calcular la gravedad con relación a la órbita de la Luna, y habiendo comparado la fuerza requerida para mantener a la Luna en su órbita con la fuerza de la gravedad en la superficie de la Tierra, me pareció que coincidían bastante exactamente. Todo esto ocurría en 1665 y 1666, pues en aquellos años me hallaba yo en la plenitud de mis fuerzas.”

En aquel mismo período empezó a trabajar también en una serie de experimentos acerca de la luz y los colores: el resultado de sus investigaciones fue presentado en un estudio que entregó a la Royal Society de Londres años más tarde, en 1672 ,el año en que fue elegido miembro de aquella sociedad de sabios.

En 1684 tres miembros de la Royal Society, el astrónomo Edmund Halley, Christopher Wren, arquitecto de la catedral de de Londres, y el físico Robert Hooke, mantenían en Londres una animada discusión que acabó en una apuesta: ¿qué tipo de trayectoria describen los planetas alrededor del Sol? Wren ofreció 40 chelines a quien aportara la solución.

De los tres, Halley fue el que más se empeñó en encontrar una solución, hasta el punto de viajar a Cambridge para trasladar la pregunta a Newton, el excéntrico profesor de matemáticas. Allí pudo preguntarle directamente: ¿qué tipo de trayectoria describen los planetas alrededor del Sol? Sobre esta entrevista no sabríamos nada si no llega a ser por Abraham de Moivre, gran matemático y amigo de Newton, que dejó escrito lo siguiente sobre este encuentro:

Newton contestó inmediatamente que era una elipse. El doctor, lleno de alegría y asombro, preguntó cómo lo sabia. “Porque lo he calculado”, contestó. Entonces el doctor le pidió que le mostrase los cálculos. Newton buceó en su baúl, entre sus papeles, pero no lo encontró. Prometiéndole que los volvería a reproducir.

                                                                    Halley y Newton

Ese baúl lo heredó su encantadora sobrina Catherine Conduitt y a través de la descendencia, el baúl terminó en manos del vizconde de Lymington. Casi nadie había visto nunca los documentos que contenía el baúl, y una leyenda cuenta que una vez un obispo, picado por la curiosidad, examinó el contenido del baúl y lo cerró inmediatamente horrorizado. Durante mucho tiempo el contenido del baúl siguió siendo un misterio y su contenido calificado como no apto para la difusión.

El vizconde de Lymington, acuciado por algunos problemas financieros, un divorcio y algunos problemas de impuestos, decide poner a la venta el conjunto de documentos de Newton que su familia poseía desde hacía más de doscientos años.

En 1936, se subasta en Sotheby’s (Londres) el contenido de un baúl metálico lleno de manuscritos de Isaac Newton. Casi todo el lote fue adquirido por John Maynard Keynes, el famoso economista, al que gustaba coleccionar textos científicos antiguos. (el resto de la historia ya os la conté arriba).

Fotografía de la casa natal de Isaac Newton  en la localidad de Woolsthorpe , en Lincolnshire, donde nació prematuramente aquel 4 de enero de 1643 (aunque en algunas referencias se menciona que esta es la casa donde vivió en Grantham años después)  . Newton era hijo único, el hijo póstuno de un pequeño terrateniente analfabeto. Era tan pequeño al nacer que su madre ,  Hannah Ayscough, diría que cabía en una botella de cuarto. Su padre había muerto unos meses antes y con sólo tres años tuvo que abandonar la casa materna cuando Hannah se casó por segunda vez y su nuevo marido no quiso hacerse cargo del niño.Durante el resto de su infancia viviría en casa de su abuela materna , a dos kilómetros de distancia de su madre , algo que seguramente influiría en el carácter silencioso, reservado y poco sociable de Newton a lo largo de su vida. De todas formas es difícil juzgar la personalidad de una mente tan poderosa como la del gran matemático inglés , porque su forma de ver el mundo no puede ser igual a la que tenemos los demás, muy por debajo de su capacidad intelectual.

Newton, que había nacido en el mismo año de la muerte de Galileo Galilei, sustituyó el telescopio refractor de Galileo , que tenía una gran lente en la parte delantera para recoger la luz pero que Newton, por su experiencia con la refracción de la luz, sabía que distorsionaba los colores. Así desarrolló el telescopio reflector que empleaba un espejo en lugar de una lente para recoger la luz lo que lo hacía más barato y más eficiente. La Royal Society le pediría que construyese un segundo telescopio y viendo que funcionaba a la perfección le admitieron inmediatamente en la sociedad científica. Sin embargo, Newton no estaría contento con la fama que había ganado con este invento, ya que recibía muchas cartas. Escribiría al secretario de la Royal Society quejándose porque había “sacrificado mi tranquilidad, una cuestión de verdadera importancia” Así era Newton, siempre huyendo de la fama para que no interrumpieran su trabajo, aunque no estaba exento de ambición.

Durante un tiempo se inspiró en los libros de René Descartes, un espíritu afín al suyo. Ambos tenían mucho en común: criados por sus abuelas, niños frágiles y solitarios y con una vida interior muy fuerte que modeló sus caractéres. descartes le hablaba de lo que era el conocimiento humano y, muchos de aquellos pensamientos pervivieron en su intelecto.

La teoría cartesiana del torbellino del sistema solar se convirtió en el estímulo para la demostración de Newton de que los torbellinos no podían explicar las leyes de Kepler del movimiento planetario. La importancia que asignó Descartes a la descripcion algebraica del movimiento alentó a Newton a elaborar una dinámica escrita en una fórmula alternativa del algebra, la geometría. Como esto aún no era matemáticamente factible, Newton halló necesario inventar una nueva rama de la matemática, el cálculo infinitesimal. Éste puso la geometría en movimiento . Las parábolas e hipérbolas que Newton trazó en el papel podían ser analizadas como resultado de un punto en movimiento como la punta del palillo con el que Arquímedes trazaba figuras en la arena. En palabras de Newton:

“Se describen líneas, y por ende se generan, no por la oposición de partes, sino por el movimiento continuo de puntos.”

Decía antes que en 1684, Halley visitó a Newton y le formuló su pregunta, y cual sería su asombro cuando éste le respondió inmediatamente: serán elipses. ¿Cómo Newton lo sabía? Fácil, lo había calculado hacía ya un tiempo, en sus anni mirabiles -20 meses entre 1665 y 1666 tiempo que paso confinado en su casa natal a causa de una epidemia de peste que azotó Cambridge-. Diez años después, en 1676, terminó su estudio que por supuesto no publicó. Así, a petición de Halley, Newton revisó y completó sus cálculos y se los envió a Halley. La insistencia de Halley y el genio de Newton convirtió ese pequeño manuscrito en la la obra científica más importante jamás escrita: Philosophiae naturalis principia mathematica. La publicación de los Principia de Newton donde Newton mostraba la equivalencia de su ley de gravitación universal, la atracción gravitatoria es lo que mueve a los planetas, con las leyes del movimiento planetario de Kepler dio término a la Revolución Copernicana y las predicciones que permitía su modelo matemático del universo inauguraban una nueva era para la ciencia. Con un ejemplar de la primera edición de los Principia  editado en Londres en 1687 y costeado de los bolsillos del propio Halley -por suerte para éste se vendió muy bien y ya 4 años después era casi imposible encontrar en ejemplar-.

Los logros científicos de Isaac Newton son de sobra conocidos. Sin embargo, tuvo otras fasetas menos conocida del precursor de la ciencia moderna: su cargo como intendente de la Real Casa de la Moneda en Londres, por ejemplo. Es posible que Newton pueda ser, sino el que más, uno de los científicos más grandes de la historia de la Humanidad, y, como siempre se exagera, de él se llegó a decir:

“La naturaleza y sus leyes yacían ocultas en la noche.
Dijo Dios: “¡Sea Newton!”, y se hizo la luz.”

 

 

Sus estudios sobre problemas de óptica resultaron también de inmensa importancia científica. Fue Newton el primero en demostrar, con ayuda de un prisma, que la luz del sol, que en apariencia es blanca, se compone en realidad de una serie de colores tales como los que forman el arco iris. Los rayos de estos colores dan al mezclarse la impresión de blancura; pero cada haz de color resulta claramente separado de los demás al pasar por un prisma por la razón de que su índice de refracción -es decir, el espacio en que se desvía de la línea recta al pasar por un cuerpo de densidad superior al aire, tal como un prisma de cristal- es ligeramente diferente de los demás. Así se explica, entre otros, el fenómeno del arco iris, en que las gotas de agua difusas en la atmósfera lluviosa obran a manera de pequeños prismas y provocan la refracción de cada color y el fenómeno de las bandas de color en el cielo después de la lluvia.

Estas demostraciones de Newton no habían sido motivadas por un interés puramente teórico por los fenómenos de la luz y la óptica, sino que eran el resultado parcial de sus esfuerzos encaminados a construir un telescopio más eficaz que los de su tiempo. Newton se interesaba por todo; por la luz, por los problemas de propagación de las olas o la aplicación del infinito a las matemáticas, a la astronomía e, incluso, a la teología.

Pero, como es bien sabido, la parte de su obra que mayor fama le ha dado es su descubrimiento de la ley universal de gravitación. Acerca de este descubrimiento, Voltaire ayudó a divulgar una pequeña leyenda: “Newton, dormía bajo un manzano y fue despertado, bruscamente, por la caída de una manzana. Este hecho lo condujo a una prolongada reflexión que lo llevó a resolver, científicamente, el problema de la gravitación universal.” Curiosamente, ése árbol murió en 1820 y sus astillas se convirtieron en reliquias, y algunas pueden verse en la Royal Society, en una colección dedicada a Newton.

Las epidemias de peste, varias veces interrumpieron sus enseñanzas en la Universidad y el Trinity College y solo en 1686 empezó a redactar en latín su obra fundamental Philosophia Natarals Principia Mathematica, obra que escribió en pocos meses. En 1695, tras una breve incursión en política, el canciller Montaigne, lo nombró como encargado de la Casa de Acuñación de Moneda, de la que fue Director General, lo que significó un situación económica estable y, como alto funcionario le permitió realizar numerosas actividades sociales. En 1703 fue nombrado presidente de la Royal Society; dos años después, la reina Ana le concedió el título de caballero, es decir, desde entonces, debió citársele como sir Isaac Newton.

La complejidad de los problemas que se planteaba Newton era tal que sufrió crisis de nervios, y hay que dejar constancia que muchas veces, pospusiera la publicación de sus resultados. Por ejemplo, el principio de gravitación lo descubrió en 1666; sin embargo, tardó unos veinte años en publicar su Principia Mathematica. Podemos imaginar cuán desesperadamente complejo era el problema que se había planteado. No había ningún instrumento matemático capaz de enfrentarse con aquel problema, y para hallar la solución, tuvo que inventar un nuevo instrumento matemático, el cálculo integral. Gracias a el pudo satisfacer su conciencia científica y dar a conocer la ley de gravitación en el tercer volumen de su gran libro. Principia.

Newton vivió hasta edad muy avanzada. El mal de piedra y la pulmonía le hicieron sufrir durante los últimos años. Murió en 1727 y fue enterrado en compañía de los más ilustres ingleses, en la abadía de Westminster.

En su epitafio puede leerse : “Honró al género humano.”

Recopilación y publicación de emilio silvera.

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No varían con el paso del Tiempo. Existen muchas constantes físicas; algunas de las más conocidas son la constante de Planc racionalizada , la constante de gravitación , la velocidad de la luz , la permitividad en el vacío , La constante de estructura fina α, la permeabilidad magnética en el vacío y la carga elemental . Todas éstas, por ser tan fundamentales, son llamadas constantes universales.

Según todos los indicios de los que podemos disponer, si esas constantes hubieran tenido variables, en tan sólo unas simples fracciones infinitesimales de millonésimas, la vida, no habría podido surgir en nuestro planeta.

Muchos han sido los que se han sentido atraídos por las posibles consecuencias biológicas de las teorías cosmológicas en que las “constantes” tradicionales cambian con el paso del tiempo o donde los procesos gravitatorios se despliegan de acuerdo con un reloj cósmico diferente del de los procesos atómicos (¿será precisamente por eso que la relatividad general – el cosmos –, no se lleva bien con la mecánica cuántica – el átomo –?).

La radiactividad natural es el proceso de emisión espontánea de radiaciones por parte de núcleos atómicos inestables, que se fisionan y se transforman en otros núcleos. No hace mucho tiempo que sabemos de ella. Las radiaciones nos llegan de distintas fuentes,  estamos constantemente expuestos  a radiaciones naturales.

Universos de dos tiempos habían sido propuestos por Milne y fueron las primeras sugerencias de que G podría no ser constante. Unos procesos, como la desintegración radiactiva o los ritmos de interacción molecular, podrían ser constantes sobre una escala de tiempo pero significativamente variables con respecto a la otra. Esto daba lugar a un escenario en el que la bioquímica que sustentaba la vida sólo se hacía posible después de una particular época cósmica, y, algunos, como Haldane,  han sugerido que:

“Hubo, de hecho, un momento en el que se hizo posible por primera vez la vida de cualquier tipo, y las formas superiores de vida sólo pueden haberse hecho posibles en una fecha posterior.  Análogamente, un cambio en las propiedades de la materia puede explicar algunas de las peculiaridades de la geología precámbrica.”

Este imaginativo escenario no es diferente del que ahora se conoce como “equilibrio interrumpido”, en el que la evolución ocurre en una sucesión discontinua de brotes acelerados entre los que se intercalan largos periodos de cambio lento. Sin embargo, Haldane ofrece una explicación para los cambios.

Lo que tienen en común todas estas respuestas a las ideas de Eddington y Dirac es una apreciación creciente de que las constantes de la naturaleza desempeñan un papel cosmológico vital en el Universo para todo lo que contiene y, sobre todo, para la vida de las estrellas y, también, para la vida de seres como nosotros que, con unas constantes diferentes, simplemente no estaríamos aquí.

El mayor misterio que rodea a los valores de las constantes de la naturaleza es sin duda la ubicuidad de algunos números enormes que aparecen en una variedad de consideraciones aparentemente inconexas. El número de Eddington es un ejemplo notable. El número total de protones que hay     dentro del alcance del universo observable esta próximo al número

10⁸⁰

Si preguntamos ahora por la razón entre las intensidades de las fuerzas electromagnéticas y gravitatoria entre dos protones, la respuesta no depende de su separación, sino que es aproximadamente igual a

10⁴⁰

Es un misterio. Es bastante habitual que los números puros que incluyen las constantes de la naturaleza difieran de 1 en un factor del orden de 10², ¡pero 10⁴⁰, y su cuadrado 10⁸⁰, es rarísimo! Y esto no es todo. Si seguimos a Max Planck y calculamos en valor estimado para la “acción” del universo observable en unidades fundamentales de Planck para la acción, obtenemos.

10¹²⁰

Existe un lazo entre la estructura del universo en conjunto y las condiciones locales internas que se necesitan para que la vida se desarrolle y persista. Si las constantes tradicionales varían, entonces las teorías astronómicas tienen grandes consecuencias para la biología, la geología y la propia vida.

No podemos descartar la idea ni abandonar la posibilidad de que algunas “constantes” tradicionales de la naturaleza pudieran estar variando muy lentamente durante el transcurso de los miles de millones de años de la historia del universo. Es comprensible por tanto el interés por los grandes números que incluyen las constantes de la naturaleza. Recordemos que Newton nos trajo su teoría de la Gravedad Universal, que más tarde mejora Einstein y que, no sería extraño, en el futuro mejorará algún otro con una nueva teoría más completa y ambiciosa que explique lo grande (el cosmos) y lo pequeño (el átomo), las partículas (la materia) y la energía por interacción de las cuatro fuerzas fundamentales.

                                                                                                       Gravitación universal de Isaac Newton.

Aquí, hablamos de lo que pasaría con la vida en caso de que esas constantes universales pudieran variar con el tiempo, y, según todos los indicios, la cosa no pinta nada bien.

La Carga del electrón, la Constante de Planck, la Constante Gravitacional, la masa en reposo del electrón, protón o neutron, o, la velocidad de la luz, se tienen todas por constantes de la naturaleza, es decir, no varían con el paso del tiempo, y, los cálculos que se han realizado en el sentido de una pequeña variación en alguna de ellas, son catastróficas, por ejemplo, si la carga del eletrón, variará, tan solo una diez millónesima, sería más que suficiente para que no se conformaran los átomos y, la materia no podría existir tal como la conocemos y, siendo así (que lo es) ¿qué pasaría con la vida?

Bueno, el cambio de las constantes no es que pusiera el mundo del revés, sino que, simplemente, el mundo tal como lo conocemos, no sería. Igualmente, el Universo sería también distinto y, vaya usted a saber que clase de universos y mundos serían. ¿Un electrón diferente? ¿Qué pasaría con los átomos y la materia, y las estrellas y…nosotros?

El Universo es como es gracias a equilibrios entre fuerzas y, por ejemplo, en un átomo la carga negativa de los electrones es similar a la carga positiva de los protones, y, tal equilibrio de fuerzas hace posible la estabilidad para que se formen y se junten para formar moléculas y materia. En las estrellas, una fuerza, la fusión tienede a expandir a la estrella, otra fuerza, la de Gravedad, tiende a comprimirla, y, de esta manera, aparece el equilibrio necesario para que las estrellas brillen durante miles de millones de años y lancen al espacio interestelar su luz y su calor, creen elementos complejos, y, en su final, hagan que sea posible sembrar de materiales diversos en inmensas nubes la materia primigenia para la vida, y, todo ello, en presencia de las fuerzas fundamentales y las constantes de la naturaleza.

Así que, sería preferible que las constantes de la Naturaleza se queden tal cual. ¿Qué ganaríamos nosotros si cambiaran? ¿Desaparecer? No gracias. Aunque no como quisieramos pero, estamos bien aquí, al menos hay una oportunidad para cambiar las cosas.

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Todos los días podemos sorprendernos de los hallazgos y logros de nuestros ingenios que, tanto aquí como en el espacio, están continuamente trabajando para que nosotros conozcamos el Universo y los objetos que lo pueblan. De momento (somos aún muy jóvenes), estamos algo limitados en Ciencia y Tecnología para que, seámos nosotros mismos los que vayamos a buscar esas emocionantes sensaciones in situ. Así que, enviamos a nuestras sondas robóticas para que lo hagan por nosotros que, en la distancia, nos sorprendemos y maravillamos de lo que vamos descubriendo por ahí fuera.

Plutón es un planeta enano del sistema solar, que forma parte de un sistema planetario doble con su satélite Caronte.

Las últimas noticias sobre el proyecto han salido en los medios y, en cualquiera de ellos (pongo el siguiente al azar), podemos leer cosas como estas:

“La nave New Horizons, que salió hacia plutón y que llegará a aquel mundo en 2015, se ha acercado lo suficiente para fotografiar su luna Caronte por primera vez.

Plutón, el objeto más brillante en el centro, y Caronte, más débil cerca de su posición a las once en punto

Lanzada en 2006, la nave espacial New Horizons de la NASA llegará a Plutón en abril de 2015. Cuando sobrevuele este mundo enano, estimará sus contornos, temperatura, composición atmosférica y otras características, además de tomar imágenes de las cinco lunas que lo rodean. En realidad, la sonda ya ha comenzado el trabajo y ha utilizado su cámara telescópica de mayor resolución para fotografiar por primera vez la luna más grande del sistema, Caronte, un mundo cubierto de hielo.

La imagen representa un importante hito en el viaje de nueve años y medio de la nave espacial y, en cierto sentido, inicia el estudio del sistema de Plutón. Caronte orbita a más de 19.000 kilómetros de distancia del propio Plutón. «La imagen en sí misma puede no parecer muy impresionante para el ojo inexperto, pero en comparación con las imágenes del descubrimiento de Caronte desde la Tierra, son fantásticas», afirma el científico del proyecto New Horizons Hal Weaver, de la Universidad Johns Hopkins. «Estamos muy emocionados de ver a Plutón y Caronte como objetos separados por primera vez para New Horizons».

Allí donde se decía

La nave se encontraba todavía a 550 millones de millas de Plutón, una distancia aún mayor que la que separa a la Tierra de Júpiter, cuando su cámara de largo alcance logró un total de seis imágenes: tres el 1 de julio y tres más el 3 de julio. La excelente sensibilidad y resolución espacial del instrumento revelaron que Caronte se encuentra exactamente a la distancia de Plutón anunciada en su descubrimiento hace 35 años.

«Estamos emocionados de tener nuestro primer píxel de Caronte», afirma Alan Stern, «pero dentro de dos años, cuando estemos a punto de la máxima aproximación, tendremos casi un millón de píxeles de Caronte». Además de ser un logro técnico, estas nuevas imágenes ya pueden ayudar a los científicos a conocer algo más sobre las propiedades de la superficie de Caronte y Plutón, quizás la existencia de una capa superpuesta de partículas finas.”

Lo cierto es, amigo míos, que cuando nos empeñamos en alguna cosa y ponemos el punto de mira en algo, más tarde o más temprano lo conseguiremos y, una de las cosas que nos traemos entre manos mes conocer, primero nuestro entorno más cercano (El Sistema solar), y, más tarde, daremos el salto hacia las estrellas.

Plutón, el último y más pequeño de los nueve planetas -ahora planeta enano- del sistema solar, es muy extraño. Ni es un cuerpo rocoso como la Tierra, Marte o Venus, ni un gigante gaseoso como Júpiter o Saturno. Además, sigue una órbita muy elíptica alrededor del Sol, de 248 años, situándose en determinados periodos más cerca de la estrella que de Neptuno. Los astrónomos dudan si realmente es un planeta o un cuerpo del cinturón de Kuiper, la remota región poblada por miles de pequeños cuerpos helados. New Horizons estudiará un mundo único, y por ahora sólo cabe imaginar lo que podremos aprender de él.

El objetivo de la misión, un viejo sueño de la exploración espacial que tardó años en concretarse dadas las dificultades que entrañaba, es pasar muy cerca de Plutón, a sólo 10.000 kilómetros de su superficie, haciendo observaciones científicas durante unos meses para poder saber de él, de lo que es en realidad y de lo que ocurre en sus alrededores. Poco a poco, vamos consiguiendo que las distancias no sean un abstáculo para nosotros.

Plutón es difícil de observar desde la Tierra, por su pequeño tamaño (2.360 kilómetros de diámetro, o dos tercios del de la Luna) y por lo lejos que está (5.900 millones de kilómetros de distancia media del Sol, frente a los 150 millones de kilómetros de distancia de la Tierra al Sol). En el cielo, ese pequeño cuerpo helado con una temperatura de 233 grados bajo cero se ve 50.000 veces más apagado que Marte. Cuando llegue, los instrumentos de la nave New Horizons verán Plutón 10.000 veces mejor que el telescopio Hubble.

Esperémos a ver que nos envía, en 2.015, la nave New Horizons.

emilio silvera

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En la imagen podemos contemplar  lo que se clasifica como NGC 3603,  es un cúmulo abierto de estrellas en una vasta región estelar, rodeada de una región H II (una enorme nube de gas y plasma en el que constantemente están naciendo estrellas), situado en el brazo espiral Carina de la Vía Láctea, a unos 20.000 años-luz de distancia en la constelación de Carina. Es uno de los jóvenes cúmulos de estrellas más luminosas e impresionante en la Vía Láctea, y la concentración más densa de estrellas muy masivas conocidas en la galaxia. Se estima que se ha formado hace alrededor de un millón de años. Las estrellas azules calientes en el núcleo son responsables de la fuerte radiación ultravioleta y los vientos estelares, tallando una gran cavidad en el gas.

NGC 3603 alberga miles de estrellas de todo tipo: la mayoría tienen masas similares o menores a la de nuestro Sol, pero las más espectaculares son algunas de las estrellas muy masivas que están cerca del final de sus vidas. Ahí están presentes algunas estrellas  supergigantes que se agolpan en un volumen de menos de un año luz cúbico, se han localizado en la misma zona a tres llamadas Wolf-Rayet, estrellas muy brillantes y masivas que expulsan grandes cantidades de material antes de convertirse en supernovas.

Una de estas estrellas (NGC 3603-A1), una estrella doble azul que orbita alrededor de la otra una vez cada 3,77 días, es la estrella más masiva conocida hasta ahora en la Vía Láctea. La más masiva de estas dos estrellas tiene una masa estimada de 116 masas solares, mientras que su compañera tiene una masa de 89 masas solares.

Las estrellas supermasivas cuando colapsan forman extrañas y, a veces, fantásticas imágenes que podemos captar por nuestros más sofisticados telescopios.  Hace veinte años, los astrónomos fueron testigos de uno de los más brillantes explosiones estelares en más de 400 años. La supernova titánica, llamada SN 1987A, ardió con la fuerza de 100 millones de soles durante varios meses después de su descubrimiento el 23 de febrero de 1987.

Las observaciones de SN 1987A, hechas en los últimos 20 años por el Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA y muchos otros grandes telescopios terrestres y espaciales, han servido para cambiar la perspectiva que los astrónomos tenían de cómo las estrellas masivas terminan sus vidas.Estudiando estos sucesos desde sus comienzos se pueden ver los detalles más significativos del acontecimiento, cosa que, estuadinado los remanentes de supernovas muy antiguas no se podían ver.

             Arriba podemos contemplar observaciones realizadas en distintas fechas que nos muestran la evolución de los anillos de SN 1987 A

El clúster abierto NGC 3603 contiene a Sher 25, una super gigante B1a que inevitablemente morirá en un masivo suceso supernova en los próximos 20,000 años. ¡Esto emitirá una luz tan potente que competirá en el cielo con el planeta Venus! Un detalle muy emocionante es que Sher 25 presenta anillos similares a los que dejó la supernova SN 1987 A.

Cuando colapsa el núcleo de una estrella, como ocurre en la formación de una estrella de neutrones, es preciso que la estrella esté evolucionada hasta el punto de que su núcleo esté compuesto completamente por hierro, que se niega a ser quemado en reacciones nucleares, no se puede producir la fusión y, por tanto, no produce la energía suficiente como para soportar la inmensa fuerza de gravedad que propia masa de la estrella genera y que, solamente era frenada por la energía que produce la fusión nuclear que tiende a expandir la estrella, mientras que la gravedad tiende a contraerla.

El núcleo entonces se contrae, liberando energía potencial gravitatoria, se rompen los núcleos de los átomos de hierro en sus protones y sus neutrones constiituyentes. A medida que aumenta la densidad, los protones se combinan con los electrones para formar neutrones. El colapso sólo se detiene cuando la presión de degeneración del gas de neutrones compensa el empuje  hacia adentro de la Gravedad. El proceso completo hasta que se forma la estrella de neutrones dura menos de un segundo.

                                      Otra perspectiva del remanente de la supernova por colapso de núcleo SN 1987A.

Han sido muy variados los grupos de astrónomos investigadores que han realizado observaciones durante largos períodos de tiempo para llevar a cabo la no fácil tarea de comprender cómo se forman las estrellas de neutrones y púlsares cuando estrellas masivas llegan al final de sus vidas y finalizan el proceso de la fusión nuclear, momento en el que -como explicaba antes- la estrella se contrae, implosiona sobre sí misma, se produce la explosión supernova y queda el remanente formado por material más complejo en forma de gases que han sido expulsados por la estrella en este proceso final en el que, las capas exteriores de la estrella, forman una nebulosa y la estrella en sí misma, al contraerse y hacerse más densa, es decir de 10¹⁷ kg/m³.

Se ha podido llegar a saber que las supernovas por colapso de núcleo suelen ocurrir en los brazos de galaxias espirales, así como también en las regiones HII, donde se concentran regiones de formación estelar. Una de las consecuencias de esto es que las estrellas, con masas a partir de 8 veces la masa del Sol, son las estrellas progenitoras de estos estos sucesos cósmicos. También es muy interesante y se está estudiando ahora cómo se forman los inmensos campos magnéticos alreddor de estas estrellas de neutrones y púlsares para que se conviertan en magnétares.

Cuando hace unos pocos años se descubrió la estrella de neutrones SGR0418, poco podían pensar los astrónomos que su funcionamiento alteraría todas las teorías existentes hasta ahora acerca del funcionamiento de los magnétares. Sin embargo es así, ya que funciona como uno de éstos y no como sería propio de su condicción. Este hallazgo obliga a la ciencia a replantearse las teorías que se manejaban hasta ahora acerca del origen y evolución de los magnétares.

 El “universo” de los procesos que siguen al colapso de los núcleos de las estrellas masivas es fascinante. Así, cuando se forma un púlsar que es una estrella de neutrones que gira sobre sí misma a una gran velocidad y tambien una fuente de ondas de radio que vibran con periodos regulares, este tipo de estrellas tan extrañas son fruto -como antes decía- de una supernova o por consecuencías de la acreción de materia en estrellas enanas blancas en sistemas binarios. Una enana blanca que también es muy masiva, si tiene una estrella compañera cercana, como genera mucha fuerza gravitatoria comienza a tirar del material de la estrella vecina y se lo queda hasta tal punto que, se transforma en una estrella de neutrones en una segunda etapa en la que se producen nuevos procesos de implosión.

La densidad de estas estrellas es increiblemente grande, tanto que un cubo de arena lleno del material de una estrella de neutrones tendría un peso parecido al de la montaña mas grande de la tierra, el monte Everest. Los púlsares fueron descubiertos en 1970 y hasta ahora solo se conece unas 300 estrellas de este tipo. Sin embargo, se calcula que sólo en nuestra Galaxia podrían ser un millón. La rápida rotación de los pùlsares los mantiene fuertemente magnetizados y sus rotaciones vertiginosas generan y son inmensas fuentes de electricidad. Llegan a producir mil millones de millones de voltios. Cuando nustros aparatos los observan y estudian detectan intensos haces de radiación en toda la gama del espectro (radio, luz, rayos X, Gamma).

Imagen de rayos-X en falso color de la región del cielo alrededor de SGR 1627-41 obtenida con XMM-Newton. La emisión indicada en rojo procede de los restos de una estrella masiva que estalló. Cubre una región más extendida de lo que se deducía anteriormente de las observaciones de radio, alrededor del SGR. Esto sugiere que la estrella que estalló fue el progenitor del magnetar. Crédito: ESA/XMM-Newton/EPIC (P. Esposito et al.)

 Por ahora se conoce que de cada diez supernovas una se convierte en magnetar,  si la supernova posee entre 6 y 12 masas solares, se convierte en una estrella de neutrones de no más de 10 a 20 km de diámetro. En el caso de las estrellas supermasivas de decenas de masas solares, el resultado es muy diferente y nos encontramos con los agujeros negros, esos monstruos del espacio devoradores de materia.

Cuando una estrella supermasiva muere, las consecuencias energéticas son inmensas. Ahí, en esa explosión se producen transiciones de fase que producen materiales pesados y complejos. En una supernova, en orden decreciente tenemos la secuencia de núcleos H, He, O, C, N, Fe, que coincide bastante bien con una ordenación en la tabla periódica de elementos.

La explosión de una estrella gigante y supermasiva hace que esta brille más que la propia galaxia que la acoge y, en su ese tránsito de estrella a púlsar o agujero negro, se forman elementos que, como el oro o el platino, se riegan por el espacio interestelar en las inmensas nebulosas de las que, más tarde, naceran nuevas estrellas y nuevos mundos.

Pero está claro que todo el proceso estelar evolutivo inorgánico nos condujo desde el simple gas y polvo cósmico a la formación de estrellas y nebulosas solares hasta los planetas, la Tierra en particular, en cuyo medio ígneo describimos la formación de las estructuras de los silicatos, desplegándose con ello una enorme diversidad de composiciones, formas y colores, asistiéndose, por primera vez en la historia de la materia, a unas manifestaciones que contrastan con las que hemos mencionado en relación al proceso de las estrellas. Porque, en última instancia, debemos ser conscientes de un hecho cierto: En las estrellas se ¡ “fabrican los materiales que darán lugar al surgir de la vida”!.

Es posible que lo que nosotros llamamos materia inerte, no lo sea tanto, y, puede que incluso tenga memoria que transmite por medios que no sabemos reconocer. Esta clase de materia, se alía con el tiempo y, en cada momento adopta una forma predeterminada y de esa manera sigue evolucionando hasta llegar a su máximo ciclo o nivel en el que, de “materia inerte” llega a la categoría de “materia viva”, y, por el camino, ocupará siempre el lugar que le corresponda. No olvidemos de aquel sabio que nos dijo: “todas las cosas son”. El hombre, con aquellas sencillas palabras, elevó a todas las cosas a la categoría de ¡SER!

¿No os hace pensar que nosotros estemos hechos, precisamente, de lo que llamamos materia inerte?

Claro que, el mundo inorgánico es sólo una parte del inmenso mundo molecular. El resto lo constituye el mundo orgánico, que es el de las moléculas que contienen carbono y otros átomos y del que quedan excluidos, por convenio y características especiales, los carbonatos, bicarbonatos y carburos metálicos, los cuales se incluyen en el mundo inorgánico.

Según expliqué muchas veces, los quarks u y d se hallan en el seno de los nucleones (protones y neutrones) y, por tanto, en los núcleos atómicos. Hoy día, éstos se consideran como una subclase de los hadrones. La composición de los núcleos (lo que en química se llama análisis cualitativo) es extraordinariamente sencilla, ya que como es sabido, constan de neutrones y protones que se pueden considerar como unidades que dentro del núcleo mantienen su identidad. Tal simplicidad cualitativa recuerda, por ejemplo, el caso de las series orgánicas, siendo la de los hidrocarburos saturados la más conocida. Recordad que su fórmula general es C_nH_2n+2, lo que significa que una molécula de hidrocarburo contiene n átomos de carbono (símbolo C) y (2n+2) átomos de hidrógeno (símbolo H).

Bueno, otra vez, como tantas veces me pasa, me desvío del camino que al principio del trabajo me propuse seguir y me pierdo en las elucubraciones que imaginan mis pensamientos. Mejor lo dejamos aquí.

emilio silvera

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