Si alguien nos preguntara: ¿De dónde salió nuestro Sistema Solar?, no lo tendríamos nada fácil para dar una respuesta satisfactoria (por cierta) y, nos tendríamos que limitar a especular conforme a los conocimientos astronómicos que tenemos, sobre lo que aquí pudo pasar hace ahora de ello unos 5.000 millones de años. Por aquel entonces (un poco antes quizás), la región brilló intensamente, una Supernova explotó y dejó tras ella una Nube de Gas y Polvo que se contrajo con la ayuda de la fuerza de Gravedad y, giró y giró mientras se contraía más y más hasta que, en su centro, la presión y la temperatura hicieron surgir una protoestrellas.

Los átomos presentes en el centro llegaron a alcanzar una inmensa presión y densidad que, al mismo tiempo, elevó la temperatura hasta millones de grados. Esos átomos se fusionaron y aquél núcleo comenzó a brillar en el centro de un torbellino que no dejaba de girar mientras el fenómeno producía energía y turbulentos remolinos se formaban aquí y allá mientras que, nueva materia se iba acumulando gracias a la fuerza gravitatoria a aquel maremagnum de material candente del que, de vez en cuando, y gracias a la violencia de los giros con ayuda del material plasmático que se había formado, se desprendían grandes conglomerados de material que salían disparados a grandes distancias, sin poder romper la conexión gravitatoria que les seguía uniendo a centro principal.

En aquellos primeros momentos, de haber podido contemplar lo que pudo pasar, posiblemente, habríamos podido ser testigos de un Caos de materiales que se unían y se volvían a desunir entre grandes choques de energías inmensas. Muchos cuerpos llegaron a formarse y, todos ellos, empujados por aquella violencia inicial, daban vueltas y más vueltas en busca de un acomodo final quedando cada cual situados a la distancia adecuada que les dictaba la fuerza de Gravedad, y, para nosotros, el azar vino a situar al planeta Tierra en esta zona habitable y privilegiada que ahora ocupamos. El que los planetas sean algunos rocosos y otros de simple gas, es debido a la ley física de que, los materiales se solidifican y condensan a ciertas temperaturas y, los planetas más alejados del Sol, lógicamente, están sometidos al frío.

Si nos fijamos bien, el Sistema solar es algo así como una obra de arte de la Naturaleza, todo encaja a la perfección, está sincroniozado al milímitro y todos los planetas mayores dan vueltas alrededor del Sol aproximadamente en el plano del ecuador solar. En otras palabras: si preparamos un modelo tridimensional del Sol y sus planetas, comprobaremos que se puede introducir en un cazo poco profundo.

Por otra parte, todos los planetas mayores giran entorno al Sol en la misma dirección, en sentido contrario al de las agujas del reloj, si contemplamos el Sistema Solar desde la Estrella Polar.También estos planetas (si exceptuamos a Urano y, posiblemente Venus) hacen un movimiento de rotación alrededor de su eje en el mismo sentido que su revolución alrededor del Sol, es decir, de forma contraria a como lo hacen las agujas del reloj, de la misma m,anera, el Sol también se mueve en ese sentido.

Los planetas se hallan espaciados a distancias uniformemente crecientes a partir del Sol y describen órbitas casi circulares. Todos los satélites, con muy pocas excepciones, dan vueltas alrededor de sus respectivos planetas en el plano del ecuador planetario, y siempre en sentido contrario al de las agujas del reloj. La regularidad de tales movimientos sugirió, de un modo natural, la intervención de algunos procesos singulares en la creación del Sistema en conjunto.

Ahí, en el llamado Cinturón de Kuiper, tenemos una diversidad de cuerpos (en su mayoría cometas) que orbitan al Sol a distancias que van desde las 35 a los 100 UA. Son objetos de respetable tamaño que oscilan entre los 100 y los 1000 Km de diámetro y, de vez en cuando, en presencia de alguna anomalía que perturba el sistema, alguno de ellos, sale despedido y hace su viaje hacia el Sol de manera que nosotros, lo podemos contemplar en su viaje interestelar.

Algunos astrónomos dicen que somos solo una particula dentro de varias burbujas cósmicas; en el caso nuestro somos 200 mil millones de estrellas, que hay en solo la Galaxia Via Lactea, que gira a la fantastica velocidad de 224 Kms por segundo. Considerando que se estima que existen más de cien mil millones de galaxias en el universo observable, y ante tal grandeza no podemos más que sentirnos humildes y…pequeños y comprender que, aún estándo aquí y habiendo llegado a comprender el lugar que ocupamos en el contexto de la Galaxia y del Universo mismo, nuestra presencia, incide poco o nada en el devenir del Universo.

Una amiga mía soñó que vagaba por el espacio, perdida, y aunque lo podía contemplar todo, no conocía aquellos lugares llenos de estrellas que ante sus ojos pasaban. Se le acercó un estraterrestre y le preguntó si podía ayudarla. Al decirle que estaba perdida, éste le preguntó por su lugar de residencia para tratar de acercarla en su nave superlumínica, y, a ella, se le ocurrió darle esta dirección:

Soy del planeta Tierra, el tercero a partir del Sol, situados en la nube interestelar local, Cinturón de Orión de la Galaxia Vía Láctea situada en el Grupo Local de galaxias y perteneciente al supercúmulo de Virgo. Mi casa está situada a 1 UA del Sol dentro del Universo Local en este tiempo presente.

Cinturón de Gould. La línea indicada como 500 PC (500 parsecs) equivale a una distancia al Sol (en el centro) de 1.630 años-luz; es decir, tiene un diámetro de 3.260 años-luz, que son 31.000 billones de kilómetros.

El conocido como Cinturón de Gould es un sector del Brazo de Orión. El Brazo de Orión es la primera gran estructura a la que pertenecemos; grande en sentido galáctico. Es un larguísimo arco estelar de 10.000 años-luz de longitud y 3.500 de ancho. Mucho más del 99% de lo que ven nuestros ojos a simple vista, en una noche normal, está aquí. Muchas personas de ciudad vivirán y morirán sin ver en persona nada más allá del Brazo de Orión.

Claro que, también existen muchos objetos que, como los púlsares, nos sirven de referencia y guía. ¿Y qué es un púlsar? Pues un pulsar es una estrella de neutrones altamente magnetizada que rota sobre sí misma. Y resulta que su enorme masa las convierte en una especie de péndulos ultraprecisos, con lo que emiten en una frecuencia exacta, reconocible desde cualquier lugar. Su señal es tan intensa que pueden detectarse a millones de años-luz de distancia (nosotros los estamos observando ya en Andrómeda). A todos los efectos, constituyen los faros más precisos y notables del cosmos.

La primera cifra de cada grupo se corresponde con la frecuencia en que emiten estos púlsares, expresada en frecuencia de transición del hidrógeno (la característica más notable del átomo más común del universo). La segunda cifra es el ángulo en radianes, según se ve desde la Tierra en el tiempo presente. Mediante triangulación, es posible determinar sin mucha dificultad desde dónde se veían esos púlsares y cuándo. La respuesta es aquí, ahora; esos tres grupos de cifras son como agitar la mano a escala galáctica: “¡eo! ¡soy yo! ¡estoy aquí! ¡y existo ahora!”.

Con sólo estos tres datos, cualquier civilización extraterrestre que conozca al menos una ciencia parecida a la nuestra puede ubicar con precisión nuestro lugar en el espaciotiempo desde cualquier lugar de este universo (al menos, mientras esos púlsares sigan existiendo). Esta fue una de las genialidades de Carl Sagam, para las placas de oro con un mensaje destinado a los extraterrestres que viajan a bordo de las sondas Pioner de espacio profundo. Las catorce líneas en torno al Sol indican la posición no de tres, sino de catorce púlsares notables, evitando así la posibilidad de confusión y permitiendo su regresión durante largo tiempo.

Este es nuestro lugar en el cosmos, hasta donde somos y sabemos hoy en día; tu dirección y la mía en esa inacabable inmensidad que nos hace sentir tan, tan pequeñitos por la sencilla razón de que –efectivamente– somos por el momento así de pequeñitos. ¡Y algunos se creen grandes y hasta elegidos! ¿Te lo puedes creer?

Científicos del Centro de Investigaciones Espaciales de la Academia Polaca de Ciencias, Laboratorio Nacional Los Alamos, y el Southwest Research Institute y de la Universidad de Boston sugieren que la cinta de emisiones ampliadas de átomos neutros energéticos, descubierta el año pasado por el satélite IBEX de la NASA, se podría explicar por un efecto geométrico que surge debido a la aproximación del Sol al límite entre una nube de gas interestelar local y otra nube de gas muy caliente, llamada la Burbuja Local. Si esta hipótesis es correcta, IBEX está tomando materia de una nube interestelar vecina caliente, a la cual el Sol puede entrar dentro de cien años. Pero, regresemos al Sistema Solar que nos salimos del tema.

La Burbuja Local es una región de baja densidad (aproximadamente o,oo7 átomos por cm³ de materia interestelar que rodea a todo el Sistema Solar. La Burbuja tiene aproximadamente 100 pc de radio y contiene a las estrellas de la vecindad inmediata del Sol. El Sistema Solar parece encontrarse a unos 10-20 pc del borde de la Burbuja. La baja densidad de gas en la Burbuja local puede deberse a una onda de choque de una antigua supernova que barrió la región.

En verdad, no tenemos motivos para el aburrimiento y, entre los muchos incidentes inesperados que podrían aparecer de manera inesperada, están esos grandes pedruzcos que, como Eros, un gigantón, el segundo asteroide cercano a la Tierra en tamaño después de Ganímedes. Mide 34 kilómetros de longitud y que hace bien poco visitó las cercanías de la Tierra como no lo había hecho desde 1975. A pesar de sus desproporcionadas dimensiones -más de 300 campos de fútbol del tamaño del Bernabéu uno detrás de otro-, no supone peligro alguno para nuestro planeta. Se situará a 26,7 millones de kilómetros, lo que sigue siendo una distancia considerable, y atravesará el cielo nocturno a través de las constelaciones de Leo, Sextante y Hidra. Será fácilmente visible incluso con telescopios modestos. Los aficionados a la astronomía no pueden perderse su visita ya que se trata de una ocasión única. No volverá a saludarnos hasta 2056. Aquellos que quieran ver el cuerpo en España podrán hacerlo a partir de las 4.00 horas del 1 de febrero.

Claro que, ¿quién nos asegura que, por circunstancias fortuitas no se podría desviar de su camino actual?

Como ya conocemos sus consecuencias, preferimos que no pase tal acontecimiento y se deje las cosas como estám que ya, con nuestras propios problemas, tenemos más que bastante para or tirando sin tener que lidiar, además, con un gigante venido de fuera.

Claro que, la mejor parte de la hisotira estaba por suceder. Y, la vida, apareció sobre la Tierra. La materia “inerte” evoluciomó hasta su nivel más alto, y la química-biológica hizo su presencia en el planeta para que suergieran, primeros seres diminutos y simples y más tarde, la evolución, posibilitó una mayor complejiodad que nos trajo (al menos a alguna especie), hasta la consciencia. Con ese consciente luminoso del SER, pudimos saber de nosotros y del mundo que nops rodea, y, allí, amigos, comenzó otra historia que aún no ha terminado.

Largo, muy largo ha sido el camino andado pero, al fín, podemos discernir entre lo que pudo pasar y lo que podrá suceder. Mientras tanto, nos toca investigar para tratar de saber de dónde venimos y, saliendo al espacio, podríamos tomar consciencia de, hacioa donde vamos. Lo cierto es que, aún la ciencia no sabe de donde podemos venir y, la versión más moderna es que, los hombres no son monos y, aunque sí debimos tener un antepasado común que nio era Homo ni era Pan, a partir de el, dos ramos divergieron: Los Chinpamcés por una lado y el hombre por el otro y, a partir de ese momento, nació la humanidad que, gracias a su cerebro y a sus maneras bípedad, se pudo seoparar de sus parientes lejanos.

Desde entonces, no es que hayamos aprendido tanto como para poder decir que tenemos nuestro planetas entre las manos, pero sí, podemos ser conscientes de como debemos cuidarlo para que, nuestros habitats (el nuestro y el de los miles de seres que con nosotros lo comparten), pueda ser acogedor y, para ello, debemos poner todo nuestro empeño. ¿Pero, lo hacemos?

Sí, en una pequeñaparter del Sistema Solar que se situa en el Brazo de Orión, a 30.000 años-luz del centro galáctico, estamos situadios nosotros, tan ricamente instalados en esa maravilla que arrina podemos contemplar y que es bañada por la luz y el calor del Astro Sol, el que nos da la energía de la Vida y hace posible que todo sea tal como lo conocemos. En otros lugares, no podrían ser tan afortunados. Allí, en cientos de miles de planetas, ni eciste el agua corriente, ni tiene la atmósfera adecuada, ni están situados a una distancia idónea del Sol que los alumbra, ni…, ni…

Todo esto es nuestro entorno y está en nuestro Sistema solar… ¿queremos conservarlo?

emilio silvera

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¿Qué maravillas tendremos dentro de 150 años? ¿Qué adelantos científicos se habrán alcanzado? ¿Qué planetas habremos colonizado? ¿Habrá sucedido ya ese primer contacto del que tanto hablamos? ¿Cuántas “Tierras” habrán sido encontradas? ¿Qué ordenadores utilizaremos? ¿Será un hecho cotidiano el viaje espacial tripulado? ¿Estaremos explotando las reservas energéticas de Titán? ¿Qué habrá pasado con la Teoría de Cuerdas? Y, ¿Habrá, por fín aparecido la dichosa materia oscura? Haciendo todas estas preguntas de lo que será o podrá ser, nos viene a la memoria todo lo que fue y que nos posibilita hacer estas preguntas.

Una cosa nos debe quedar bien clara, nada dentro de 150 años será lo mismo que ahora. Todo habrá cambiado en los distintos çambitos de nuestras vidas y, a excepción del Amor y los sentimientos que sentiremos de la misma manera (creo), todo lo demás, habrá dado lugar a nuevas situaciones, nuevas formas de vida, nuevas sociedades, nuevas maneras y, podríamos decir que una Humanidad nueva, con otra visión y otras perspectivas.

Nuevas maneras de sondear la Naturaleza y desvelar los secretos

Pero echemos una mirada al pasado. Dejando a un lado a los primeros pensadores y filósofos, como Tales, Demócrito, Empédocles, Ptolomeo, Copérnico, Galileo, Kepler y otros muchos de tiempos pasados, tenemos que atender a lo siguiente:

Nuestra Física actual está regida y dominada por dos explosiones cegadoras ocurridas en el pasado: Una fue aquel artículo de 8 páginas que escribiera Max Planck, en ese corto trabajo dejó sentados los parámetros que rigen la Ley de la distribución de la energía radiada por un cuerpo negro. Introdujo en física el concepto novedoso de que la energía es una cantidad que es radiada por un cuerpo en pequeños paquetes discretos, en vez de en una emisión continua. Estos pequeños paquetes se conocieron como cuantos y la ley formulada es la base de la teoría cuántica.

En amigo físico me decía: cuando escribo un libro, procuro no poner ecuaciones, cada una de ellas me quita diez lectores. Siguiendo el ejemplo, procuro hacer lo mismo (aunque no siempre es posible) pero, en esta ocasión dejaremos el desarrollo de la energía de Planck del que tantas veces se habló aquí, y, ponernos ahora a dilucidar ecuaciones no parece lo más entretenido, aunque el lenguaje de la ciencia, no pocas veces es el de los números. Mira abajo sino es así.

En cualquier evento de Ciencia, ahí aparecen esos galimatias de los números y letras que pocos pueden comprender, dicen que es el lenguaje que se debe utilizar cuando las palabras no pueden expresar lo que se quiere decir. Y, lo cierto es que, así resulta ser.

Después de lo de Planck y su radiación de cuerpo negro, cinco años más tarde, irrumpió en escena otra  revolución de la Física se produjo en 1.905, cuando Albert Einstein con su relatividad especial nos dio un golpecito  en nuestras cabezas para despertar en ellas nuestra comprensión de las leyes que gobiernan el Universo.

Nos dijo que la velocidad de la luz es la máxima alcanzable en nuestro universo, que la masa y la energía son la misma cosa, que si se viaja a velocidades cercanas a la de la luz, el tiempo se ralentiza pero, el cuerpo aumentará su masa y se contraerá en el sentido de la misma…Y, todo eso, ha sido una y mil veces comprobado. Sin embargo, muchas son las pruebas que se realizan para descubrir los fallos de la teoría, veamos una:

Los científicos que estudian la radiación gamma de una explosión de rayos lejanos han encontrado que la velocidad de la luz no varía con la longitud de onda hasta escalas de distancia por debajo de la longitud de Planck. Ellos dicen que esto desfavorece a algunas teorías de la gravedad cuántica que postulan la violación de la invariancia de Lorentz.

La invariancia de Lorentz se estipula que las leyes de la física son las mismas para todos los observadores, independientemente de dónde se encuentren en el universo. Einstein utilizó este principio como un postulado de la relatividad especial, en el supuesto de que la velocidad de la luz en el vacío, no depende de que se esté midiendo, siempre y cuando la persona esté en un sistema inercial de referencia. En más de 100 años la invariancia de Lorentz nunca ha sido insuficiente.

Sin embargo, los físicos siguen sometiendo a pruebas cada vez más rigurosas, incluyendo versiones modernas del famoso experimento interferométrico de Michelson y Morley. Esta dedicación a la precisión se explica principalmente por el deseo de los físicos para unir la mecánica cuántica con la relatividad general, dado que algunas teorías de la gravedad cuántica (incluyendo la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles) implica que la invariancia Lorentz podría romperse. Granot y sus colegas estudiaron la radiación de una explosión de rayos gamma (asociada con una explosión de gran energía en una galaxia distante) que fue descubierto por la NASA Fermi Gamma-Ray Space Telescope, el 10 de mayo de este año. Se analizó la radiación en diferentes longitudes de onda para ver si había indicios de que los fotones con energías diferentes llegaron a los detectores de Fermi en diferentes momentos.

Tal difusión de los tiempos de llegada parece indicar que la invariancia Lorentz efectivamente había sido violada, es decir que la velocidad de la luz en el vacío depende de la energía de la luz y no es una constante universal. Cualquier dependencia de la energía sería mínima, pero aún podría resultar en una diferencia mensurable en los tiempos de llegada de fotones debido a los miles de millones de años luz de a la que se encuentran las explosiones de rayos gamma.

De la calidad de Einstein como persona nos habla un detalle: Cuando el Presidente Chaim Weizmann de Israel murió en 1952, a Einstein se le ofreció la presidencia, pero se negó, diciendo que no tenía “ni la habilidad natural ni la experiancia para tratar con seres humanos.” Luego escribió que se sentía muy honrado por el ofrecimiento del estado de Israel, pero a la vez triste y avergonzado de no poder aceptarla.

Pero sigamos con la segunda revolución de su teoría que se dio en dos pasos: 1905 la teoría de la relatividad especial y en 1.915, diez años después, la teoría de la relatividad general que varió por completo el concepto del Cosmos y nos llevó a conocer de manera más profunda y exacta la Gravedad de Newton.

      Einstein nos decía que el espacio se curva en presencia de grandes masas

En la Teoría Especial de la Relatividad, Einstein se refirió a sistemas de referencias inerciales (no acelerados). Asume que las leyes de la física son idénticas en todos los sitemas de referencia y que la velocidad de la luz en el vacío, c, es constante en el todo el Universo y es independiente de la velocidad del obervador.

La teoría desarrolla un sistema de matemáticas con el fin de reconciliar estas afirmaciones en aparente conflicto. Una de las conclusiones de la teoría es que la masa de un cuerpo, aumenta con la velocidad (hay una ecuación quer así lo demuestra), y, tal hecho, ha sido sobradamente comprobado en los aceleradores de partículas donde un muón, ha aumentado más de diez veces su masa al circular a velocidades cercanas a la de la luz. Y el muón que tiene una vida de dos millonésimas de segundo, además, al desplazarse a velocidades relativistas, también ven incrementado el tiempo de sus vidas.

El LHC es un esfuerzo internacional, donde participan alrededor de siete mil físicos de 80 países. Consta de un túnel en forma de anillo, con dimensiones interiores parecidas a las del metro subterráneo de la Ciudad de México, y una circunferencia de 27 kilómetros. Está ubicado entre las fronteras de Francia y Suiza, cerca de la ciudad de Ginebra, a profundidades que van entre los 60 y los 120 metros debido a que una parte se encuentra bajo las montañas del Jura

Einstein también concluyó que si un cuerpo pierde una energía L, su masa disminuye en L/c2. Einstein generalizó esta conclusión al importante postulado de que la masa de un cuerpo es una medida de su contenido en energía, de acuerdo con la ecuación m=E/c2 ( o la más popular E=mc2).

Otras de las conclusiones de la teoría de Einstein en su modelo especial, está en el hecho de que para quien viaje a velocidades cercanas a c (la velocidad de la luz en el vacío), el tiempo transcurrirá más lento. Dicha afirmación también ha sido experimentalmente comprobada.

Todos estos conceptos, por nuevos y revolucionarios, no fueron aceptados por las buenas y en un primer momento, algunos físicos no estaban preparados para comprender cambios tan radicales que barrían de un plumazo, conceptos largamente arraigados.

       Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas

Fue Max Planck, el Editor de la Revista que publicó el artículo de Albert Einstein, quien al leerlo se dió cuenta de la enorme importancia de lo que allí se decía. A partir de aquel momento, se convirtió en su valedor, y, en verdad, Einstein, reconoció publicamente tal ayuda.

En la segunda parte de su teoría, la Relatividad General, Einstein concluyó que el espacio y el tiempo están distorsionados por la materia y la energía, y que esta distorsión es la responsable de la gravedad que nos mantiene en la superficie de la Tierra, la misma que mantiene unidos los planetas del Sistema Solar girando alrededor del Sol y, también la que hace posible la existencia de las Galaxias.

    ¡La Gravedad! Siempre está presente e incide en los comportamientos de la materia

Nos dio un conjunto de ecuaciones a partir de los cuales se puede deducir la distorsión del tiempo y del espacio alrededor de objetos cósmicos que pueblan el Universo y que crear esta distorsión en función de su masa. Se han cumplido 100 años desde entonces y miles de físicos han tratado de extraer las predicciones encerradas en las ecuaciones de Einstein (sin olvidar a Riemann ) sobre la distorsión del espaciotiempo.

Un agujero negro es lo definitivo en distorsión espaciotemporal, según las ecuaciones de Einstein: está hecho única y exclusivamente a partir de dicha distorsión. Su enorme distorsión está causada por una inmensa cantidad de energía compactada: energía que reside no en la materia, sino en la propia distorsión. La distorsión genera más distorsión sin la ayuda de la materia. Esta es la esencia del agujero negro.

El diámetro se hizo mucho más grande

Si tuviéramos un agujero negro del tamaño de la calabaza más grande del mundo, de unos 10 metros de circunferencia, entonces conociendo las leyes de la geometría de Euclides se podría esperar que su diámetro fuera de 10 m.: л = 3,14159…, o aproximadamente 3 metros. Pero el diámetro del agujero es mucho mayor que 3 metros, quizá algo más próximo a 300 metros. ¿ Cómo puede ser esto ? Muy simple: las leyes de Euclides fallan en espacios muy distorsionados.

Con esta teoría de la Relatividad General, entre otros pasos importantes, está el hecho de que dió lugar al nacimiento de la Cosmología que, de alguna manera, era como mirar con nueva visión a lo que l Universo podía significar, Después de Einstein, el Universo no fue el mismo.

El análisis de la Gravitación que aquí quedó plasmado interpreta el Universo como un continuo espacio-tiempo de cuatro dimensiones en el el que la presencia de una masa (como decía antes) curva el espacio para crear un campo gravitacional.

De la veracidad y comprobación de las predicciones de ésta segunda parte de la Teoría Relativista, tampoco, a estas alturas cabe duda alguna, y, lo más curioso del caso es que, después de casi un siglo (1.915), aún los físicos están sacando partido de las ecuaciones de campo de la teoría relativista en su versión general o de la Gravedad.

Tan importante es el trabajo de Einstein que, en las nuevas teorías, en las más avanzadas, como la Teoría M (que engloba las cinco versiones de la Teoría de Cuerdas), cuando la están desarrollando, como por arte de magía y sin que nadie las llame, surgen, emergen, las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General.

Emilio Silvera

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