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Buscando la Gravedad cuántica

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Sin categoría    ~    Comentarios Comments (2)

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 Entre los teóricos, el casamiento de la relatividad general y la teoría cuántica es el problema central de la física moderna. A los esfuerzos teóricos que se realizan con ese propósito se les llama “supergravedad”, “súpersimetría”, “supercuerdas” “teoría M” o, en último caso, “teoría de todo o gran teoría unificada”. Lo cierto es que, para que las dos teorías, cuántica y relativista se reúnan sin que surjan los dichosos infinitos, se tiene que plantear dentro de una teoría de dimensiones extra. Esas teorías de más dimensiones, requieren de complejas formulaciones que no todos, podemos entender.

Ahí tenemos unas matemáticas exóticas que ponen de punta hasta los pelos de las cejas de algunos de los mejores matemáticos del mundo (¿y Perelman? ¿Por qué nos se ha implicado?). Hablan de 10, 11 y 26 dimensiones, siempre, todas ellas espaciales menos una que es la temporal. Vivimos en cuatro: tres de espacio (este-oeste, norte-sur y arriba-abajo) y una temporal. No podemos, ni sabemos o no es posible instruir, en nuestro cerebro (también tridimensional), ver más dimensiones. Pero llegaron Kaluza y Klein y compactaron, en la longitud de Planck las dimensiones que no podíamos ver. ¡Problema solucionado!

¿Quién puede ir a la longitud de Planck para verlas?

         Ni vemos la longitud de Planck ni las dimensiones extra

La puerta de las dimensiones más altas quedó abierta y, a los teóricos, se les regaló una herramienta maravillosa. En el Hiperespacio, todo es posible. Hasta el matrimonio de la relatividad general y la mecánica cuántica, allí si es posible encontrar esa soñada teoría de la Gravedad cuántica.

Así que, los teóricos, se han embarcado a la búsqueda de un objetivo audaz: buscan una teoría que describa la simplicidad primigenia que reinaba en el intenso calor del universo en sus primeros tiempos, una teoría carente de parámetros, donde estén presentes todas las respuestas. Todo debe ser contestado a partir de una ecuación básica.

¿Dónde radica el problema?

         Nuestro es tridimensional y no podemos ver otro más allá… ¡si existe!

El problema está en que la única teoría candidata no tiene conexión directa con el mundo de la observación, o no lo tiene todavía si queremos expresarnos con propiedad. La energía necesaria para ello, no la tiene ni el nuevo acelerador de partículas LHC que con sus 14 TeV no llegaría ni siquiera a vislumbrar esas cuerdas vibrantes de las que tanto se habla.

La verdad es que, la teoría que ahora tenemos, el Modelo Estándar, concuerda de manera exacta con todos los datos a bajas energías y contesta cosas sin sentido a altas energías.

Con sus 20 parámetros aleatorios (parece que uno de ellos ha sido hallado -el bosón de Higgs-), el Modelo estándar de la física de partículas que incluye sólo tres de las interacicones fundamentales -las fuerzas nucleares débil y fuerte y el electromagnetismo-, ha dado un buen resultado y a permitido a los físicos trabajar ampliamente en el conocimiento del mundo, de la Naturaleza, del Universo. Sin embargo, deja muchas preguntas sin contestar y, lo cierto es que, se necesitan nuevas maneras, nuevas formas, nuevas teorías que nos lleven más allá.

¡Necesitamos algo más avanzado!

Se ha dicho que la función de la partícula de Higgs es la de dar masa a las partículas que conocemos y están incluidas en el Modelo estándar, se nos ha dicho que ha sido encontrada pero, nada se ha dicho de cómo ésta partícula transmite la masa a las demás. Faltan algunas explicaciones.

El secreto de todo radica en conseguir la simplicidad: el átomo resulto ser complejo lleno de esas infinitesimales partículas electromagnéticas que bautizamos con el nombre de electrones, resultó que tenía un núcleo que contenía, a pesar de ser tan pequeño, casi toda la masa del átomo. El núcleo, tan pequeño, estaba compuesto de otros objetos más pequeños aún, los quarks que estaban instalados en nubes de otras partículas llamadas gluones y, ahora, queremos continuar profundizando, sospechamos, que después de los quarks puede haber algo más.

Los del LHC dicen haber encontrado el Bosón de Higgs pero, no he podido leer ni oir, alguna explicación clara y precisa de cómo le dá masa a las demás partículas. Espero que, el Nobel se justifique y que expongan con detalle lo que pasa en los llamados “océanos de Higgs” por el que las partículas circulan para adquirir sus masas que les “proporciona” el recien “hallado” bosón.

¿Cómo llegamos aquí? Bueno, la idea nueva que surgió es que el espacio entero contiene un campo, el campo de Higgs, que impregna el vacío y es el mismo en todas partes. Es decir, que si miramos a las estrellas en una noche clara estamos mirando el campo de Higgs. Las partículas influidas por este campo, toman masa. Esto no es por sí mismo destacable, pues las partículas pueden tomar energía de los campos (gauge) de los que hemos comentado, del campo gravitatorio o del electromagnético. Si llevamos un bloque de plomo a lo alto de la Torre Eiffel, el bloque adquiriría energía potencial a causa de la alteración de su posición en el campo gravitatorio de la Tierra.

Como E=mc2, ese aumento de la energía potencial equivale a un aumento de la masa, en este caso la masa del Sistema Tierra-bloque de plomo. Aquí hemos de añadirle amablemente un poco de complejidad a la venerable ecuación de Einstein. La masa, m, tiene en realidad dos partes. Una es la masa en reposo, m0, la que se mide en el laboratorio cuando la partícula está en reposo. La partícula adquiere la otra parte de la masa en virtud de su movimiento (como los protones en el acelerador de partículas, o los muones, que aumentan varias veces su masa cuando son lanzados a velocidades cercanas a c) o en virtud de su energía potencial de campo. Vemos una dinámica similar en los núcleos atómicos. Por ejemplo, si separamos el protón y el neutrón que componen un núcleo de deuterio, la suma de las masas aumenta.

Peor la energía potencial tomada del campo de Higgs difiere en varios aspectos de la acción de los campos familiares. La masa tomada de Higgs es en realidad masa en reposo. De hecho, en la que quizá sea la versión más

apasionante de la teoría del campo de Higgs, éste genera toda la masa en reposo. Otra diferencia es que la cantidad de masa que se traga del campo es distinta para las distintas partículas. Los teóricos dicen que las masas de las partículas de nuestro modelo estándar miden con qué intensidad se acoplan éstas al campo de Higgs.

La influencia de Higgs en las masas de los quarks y de los leptones, nos recuerda el descubrimiento por Pieter Zeeman, en 1.896, de la división de los niveles de energía de un electrón cuando se aplica un campo magnético al átomo. El campo (que representa metafóricamente el papel de Higgs) rompe la simetría del espacio de la que el electrón disfrutaba.

Hasta ahora no tenemos ni idea de que reglas controlan los incrementos de masa generados por el Higgs (de ahí la expectación creada por el nuevo acelerador de partículas LHC). Pero el problema es irritante: ¿por qué sólo esas masas –Las masas de los W+, W, y Zº, y el up, el down, el encanto, el extraño, el top y el bottom, así como los leptones – que no forman ningún patrón obvio?

               No dejamos de experimentar para saber ccómo es nuestro mundo, la Naturaleza, el Universo que nos acoge

Las masas van de la del electrón 0’0005 GeV, a la del top, que tiene que ser mayor que 91 GeV. Deberíamos recordar que esta extraña idea (el Higgs) se empleó con mucho éxito para formular la teoría electrodébil (Weinberg-salam). Allí se propuso el campo de Higgs como una forma de ocultar la unidad de las fuerzas electromagnéticas y débiles. En la unidad hay cuatro partículas mensajeras sin masa –los W+, W, Zº y fotón que llevan la fuerza electrodébil. Además está el campo de Higgs, y, rápidamente, los W y Z chupan la esencia de Higgs y se hacen pesados; el fotón permanece intacto. La fuerza electrodébil se fragmenta en la débil (débil porque los mensajeros son muy gordos) y la electromagnética, cuyas propiedades determina el fotón, carente de masa. La simetría se rompe espontáneamente, dicen los teóricos. Prefiero la descripción según la cual el Higgs oculta la simetría con su poder dador de masa.

Las masas de los W y el Z se predijeron con éxito a partir de los parámetros de la teoría electrodébil. Y las relajadas sonrisas de los físicos teóricos nos recuerdan que Gerard ^t Hooft y Veltman dejaron sentado que la teoría entera esta libre de infinitos.

Relatividad y Gravedad Cuántica. Universidad de Cambridge.
Relatividad y Gravedad Cuántica. Universidad de Cambridge.
Roger Penrose es uno de los nuevos humanistas del siglo que se ha interesado por los problemas de las matemáticas, de la física, de la biología, de la psicología y de la filosofía. Siguiendo el modelo de Popper de los tres mundos, ha trabajado sobre la flecha del mundo 1 de la física, al mundo 2 de la conciencia, y del mundo 3 de las matemáticas, al mundo 1.

En esta última dirección ha publicado numerosos libros y artículos, donde aborda la asignatura pendiente de la unificación de la mecánica cuántica y la teoría del campo gravitatorio. El camino que ha seguido Penrose es encontrar una base común a ambas.

Para ello ha introducido dos modelos: los “spin networks” y los “twistors”, el primero discreto, con una métrica intrínseca, no relativista, previo al concepto de espacio, el segundo continuo, con una métrica extrínseca, relativista e inmerso en un espacio-tiempo dado.

 Claro que son varias las corrientes que quieren abrirse camino hacia otras físicas nuevas.

La teoría de supercuerdas tiene tantas sorpresas fantásticas que cualquiera que investigue en el tema reconoce que está llena de magia. Es algo que funciona con tanta belleza… Cuando cosas que no encajan juntas e incluso se repelen, si se acerca la una a la otra alguien es capaz de formular un camino mediante el cual, no sólo no se rechazan, sino que encajan a la perfección dentro de ese sistema, como ocurre ahora con la teoría M que acoge con naturalidad la teoría de la relatividad general y la teoría mecánico-cuántica; ahí, cuando eso se produce, está presente la belleza.

Lo que hace que la teoría de supercuerdas sea tan interesante es que el marco estándar mediante el cual conocemos la mayor parte de la física es la teoría cuántica y resulta que ella hace imposible la gravedad. La relatividad general de Einstein, que es el modelo de la gravedad, no funciona con la teoría cuántica. Sin embargo, las supercuerdas modifican la teoría cuántica estándar de tal manera que la gravedad no sólo se convierte en posible, sino que forma parte natural del sistema; es inevitable para que éste sea completo.

¿Por qué es tan importante encajar la gravedad y la teoría cuántica? Porque no podemos admitir una teoría que explique las fuerzas de la naturaleza y deje fuera a una de esas fuerzas. Así ocurre con el Modelo Estándar que deja aparte y no incluye a la fuerza gravitatoria que está ahí, en la Naturaleza.

La teoría de supercuerdas se perfila como la teoría que tiene implicaciones si tratamos con las cosas muy pequeñas, en el microcosmos; toda la teoría de partículas elementales cambia con las supercuerdas que penetra mucho más; llega mucho más allá de lo que ahora es posible.

La topología es, el estudio de aquellas propiedades de los cuerpos geométricos que permanecen inalteradas por transformaciones continuas. La topología es probablemente la más joven de las ramas clásicas de las matemáticas. En contraste con el álgebra, la geometría y la teoría de los números, cuyas genealogías datan de tiempos antiguos, la topología aparece en el siglo diecisiete, con el nombre de analysis situs, ésto es, análisis de la posición.

De manera informal, la topología se ocupa de aquellas propiedades de las figuras que permanecen invariantes, cuando dichas figuras son plegadas, dilatadas, contraídas o deformadas, de modo que no aparezcan nuevos puntos, o se hagan coincidir puntos diferentes. La transformación permitida presupone, en otras palabras, que hay una correspondencia biunívoca entre los puntos de la figura original y los de la transformada, y que la deformación hace corresponder puntos próximos a puntos próximos. Esta última propiedad se llama continuidad, y lo que se requiere es que la transformación y su inversa sean ambas continuas: así, trabajarnos con homeomorfismos.

En cuanto a nuestra comprensión del universo a gran escala (supercúmulos de galaxias, ondas gravitacionales, posibles estrellas de Quarks-Gluones… el propio Big Bang…), creo que afectará a nuestra idea presente, al esquema que hoy rige y, como la nueva teoría, el horizonte se ampliará enormemente; el cosmos se presentará ante nosotros como un todo, con un comienzo muy bien definido y un final muy bien determinado. El Tiempo y la Entropía tienen mucho que decir en todo eso y, por el camino hacia el conocimiento pleno, tendremos que comprender, de manera completa y exacta que es la Luz, la Gravedad y… ¡tántas cosas!

Para cuando eso llegue, sabremos lo que es, como se genera y dónde están situados los orígenes de esa “fuerza”, “materia”, o, “energía” que ahora no sabemos ver para explicar el movimiento de las galaxias o la expansión del espacio mismo, la posible existencia de otros universos…

emilio silvera

Mesoamérica (Centroamérica, Las Antillas y México)

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Rumores del Saber    ~    Comentarios Comments (0)

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Hay historias del pasado que te hablan de pueblos y Civilizaciones que llegaron a tener una enorme visión del mundo. Sus sociedades alcanzaron cotas increibles en el saber de cuestiones que, aún hoy, nos parecen difíciles de creer y, sin embargo, ahí han quedado las huellas materiales de que, esos pueblos, mucho antes que nosotros, supieron entender el mundo y, de alguna manera, fueron incluso más prácticvos y naturales que nosotros muchos siglos después.

Una pintura que puede verse en un vaso maya clásico representa un par de deidades. Una de ellas es un dios que tiene los rasgos faciales de un mono y es portador de un Códice. El segundo dios apoya la mano en la espalda del primero y de su axila sale un pergamino que contiene números representados por eayas y . El dios que lleva el Códice representa la escritura. El de los números que fluyen de su axila representa las matemáticas.

La conclusión que podemos deducir de imagen es que los mayas no se limitaban a ser contables y calculistas, sino que además distinguían las matemáticas como una disciplina aparte, al mismo nivel que la escritura.

Ya véis la sencillez inteligente que desarrollaban. Al igual que otras civilizaciones mesoamericanas, los mayas utilizaban un sistema de numeración de base 20 (vigesimal) y de base 5. También los mayas preclásicos (o sus predecesores olmecas) desarrollaron independientemente el concepto de cero alrededor del año 36 adC.

Produjeron observaciones astronómicas extremadamente precisas, sus diagramas de los movimientos de la Luna y los planetas son iguales o superiores a los de cualquier otra civilización trabajando a simple vista.Asimismo, como otras civilizaciones mesoamericanas, los mayas descubrieron una medida exacta de la duración del año , mucho más exacta que la usada en Europa con el calendario gregoriano.

Sin embargo, no usaron modelo de duración en su calendario. En cambio, el calendario maya se basó en un año de duración exacta de 365 días, lo cual significa que el calendario tiene un error de un día cada cuatro años.

                                                       Calendario maya

El significado de que los números emanen de una axila, lo cual es una imagen común en el arte maya, no ha llegado a aclarase nunca. Civilización misteriosa nos dejó muchas preguntas que no han podiodo ser contestadas y los estudiosos y eruditos trabajan cada día en desvelar los secretos de una de las culturas más avanzadas de todos los tiempos. Sus obras hablan por sí sólas.

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De pirámides muy inclinadas, templos con cresterías huecas y altas sobre cuartos traseros, palacios de dos plantas con anchos muros, cuartos angostos y falsos arcos mayas bajos. Ejemplo: Tikal, en Guatemala

 Palenque :

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Río Bec: Edificios de torres paralelas, esquinas redondeadas y escaleras simbólicas (las escaleras son casi verticales e imposibles de subir. El templo tiene como puerta una simple hendidura). La decoración incluye máscaras de animal y diseños geométricos. Ejemplos: Becán, Xpuhil y Chicanná, en México.

Chenes: Aquí se encuentran elementos semejantes en los estilos Río Bec y Puuc. Sus edificios tienen fachadas en tres partes y las decoraciones forman máscaras de animales en las puertas. También utilizaban piedras salientes sobre las molduras colocar estatuas, cresterías de un muro, máscaras de Chaac. Ejemplos: Hochob y El Tabasqueño, en México.

Uxmal :

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Planicies noroccidentales; Con dos estilos arquitectónicos: el estilo Maya Chichén muestra semejanzas con el estilo Puuc tardío. El Maya Tolteca incluye pirámides-templo, patios con columnas, patios-galerías y plataformas de Venus. La decoración utiliza serpientes, águilas, Chac Mool, jaguares y diseños florales. Ejemplo: Chichén Itzá, en México.

Costa oriental: Muestra sitios arqueológicos pequeños, figuras del Dios Descendente, nichos y perfiles humanos las cornisas de las esquinas. Las esquinas de los edificios muestran muros inclinados hacia fuera. Ejemplo: Tulum, en México.

Chichén Itzal :

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A partir del 830 d.C. comienza un periodo de desintegración de los viejos patrones que habían alcanzado su punto culminante el 650 d.C., iniciándose un proceso de deterioro mediante el cual todos los centros del sur decaen antes del 900 d.C.; justo cuando la civilización clásica estaba en su máximo apogeo.

Las causas de tal decadencia son complejas y no están definidas del todo; un hecho claro es que en un corto espacio temporal la cultura de la elite desapareció, abandonándose los edificios públicos y cesando la manufactura de productos de lujo y la erección de estelas con escritura jeroglífica. Al mismo tiempo, se produjo una dramática despoblación del sur de las tierras bajas. Este fenómeno no ocurrió en el norte sino hasta 150 años más tarde. El exceso de población, el agotamiento de las tierras fértiles, la malnutrición, la competición militar por los territorios para ampliar la producción en un sistema que tendía hacia el desequilibrio ecológico, la quiebra de las y la mayor distancia social entre una élite cada vez más numerosa y falta de soluciones y una clase campesina cada vez más explotada, y presiones de sociedades del exterior con nuevas ideas acerca de la explotación de las riquezas y de la guerra, se combinaron en este desastre de la civilización clásica del sur de las tierras bajas mayas.

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Durante la época Prehispánica, los mayas habitaron un extenso territorio con diferentes climas y variada vegetación; montañas y planicies, selvas con alta precipitación pluvial y sitios secos, tierras con ríos, lagos y cascadas, y una buena extensión de costas. La zona maya comprendía 389.610 km², lo que en la actualidad son los estados de Quintana Roo, Campeche, Yucatán, Tabasco y el oriente de Chiapas en México; Guatemala, Belice y la poniente de Honduras y El Salvador en Centroamérica.

Tenemos unos conocimientos limitados sobre la gran civilización maya que se extendió en otro tiempo por regiones que incluye lo que actualmente es el y el sur de México, además de como decimos más arriba Belice, Guatemala, El Salvador y algunas zonas de Honduras.

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 Imagen que no me gusta nada… Nos trae mal recuerdo

la conquista de los españoles sobre estas tierras y el establecimiento de su gobierno y las formas de vida en este continente, hasta la independencia de Centroamerica de España. La colonizacion española marco la vida de muchos pueblos y ciudades de America porque significo la suplantacion de la vida y las constumbres indigenas prehispanicas del continente, por las costumbres y vida española.

 Las tradiciones y la cultura prehispanica se perdieron en la conquista y colonizacion. Los españoles sometieron a los nativos que encontraban y los ponian al servicio de la Corona Española.   Asi desaparecieron religiones, idiomas, rasgos culturales, costumbres, tradiciones, literatura y el arte de la vida prehispanica de Centroamerica.

Con la conquista española en Centroamerica ocurrieron procesos de:

Sincretismo:  se unieron y mezclaron las culturas, conservando algunos de los elementos propios, adoptando nuevos elementos de la otra cultura.

Transculturacion:  una de las culturas, la mas fuerte, logro imponerse sobre la otra. La cultura española impuso mas elementos sobre la cultura indigena prehispanica.

Causas que facilitaron la conquista española:

Centroamerica no utilizaba caballos, metales ni polvora para las armas. La desunion los pueblos centroamericanos hizo que no se enfrentaran como un solo ejercito frente a los españoles. Las enfermedades que traian los europeos, ya que los nativos centroamericanos no las conocian.

La Historia, aunque no nos guste, no la podemos borrar y, lo que hoy tenemos es la consecuencia de todo aquello que fue. las ciudades más pobladas hallamos primero a Ciudad de Guatemala, la cual un aproximado de 2.540.000 ciudadanos en una superficie de 996 kilómetros cuadrados, luego de esto hallamos cerca a Tegucigalpa en Honduras y sus 1.300.000 habitantes en 1.396 kilómetros cuadrados. En otros casos similares de gran densidad poblacional hallamos a San Salvador en El Salvador, Managua en Nicaragua y Ciudad de Panamá, justamente en Panamá. Por otro lado, si se tuviera que estimar el de pobladores de toda la región centroamericana, se estima que estos lleguen a los 42.000.000 aproximadamente en la actualidad.

Mapa de Centroamerica

Si estos territorios nos pudieran contar todo lo que sobre ellos pasó, los hechos y sucesos de los que estas tierras fueron testigos, las más grandes gestas y también, las más humillantes infamias, en definitiva, simplemente nos contaría lo que es la Humanidad.

Siempre me pasa lo mismo. Comienzo queriendo hablar de una cosa determinada y, no podría explicar cómo, mi imaginaciòn se desvía otros temas y cuestiones que, aunque de alguna manera relacionadas, pierden el hilo inicial de lo que se estaba tratando.

Vuelvo al inicio para recordar que los mayas estaban obsesionados con los procedimientos necesarios para contar porque estaban obsesionados con el tiempo, obsesionados con la idea de que el tiempo podía acabárseles y el universo podía llegar al final. Tenían al menos seis calendarios, entre los cuales había uno venusiano de 584 días, basado en los años de Venus. Los mayas descartaron sus tres primeros calendarios -el tzolkim- de 260 días, o “año sagrado”; el haab, o “año civil”, y el tun, o “larga ”- para evitar desastres cosmológicos. Temían que, cuando el calendario llegara a su fin, pudiera pasar lo mismo con el universo, pero con calendarios de distinta duración avanzando simultáneamente se sentían más seguros.

File:Maya civilization location map-blank.svg

                                              Extensión del área maya y su localización en el globo terrestre.

ese largo tiempo (3.000 años), en ese territorio se hablaron cientos de dialectos que generan hoy cerca de 44 lenguas diferentes. Hablar de los “antiguos mayas” es referirse a la historia de una de las culturas mesoamericana más importante, pues su legado científico y astronómico es mundial. Contrariamente a una creencia muy generalizada, la civilización maya nunca “desapareció”. Por lo menos, no por completo, pues sus descendientes aún viven en la región y muchos de ellos hablan alguno de los idiomas de la familia mayense.

estaban aislados de las culturas del viejo mundo y ubicada en los territorios que antes hemos reseñado, surgió alrededor de la época del nacimiento de Cristo y luego, “desapareció” abrupta y misteriosamente. Aparte de laas porámides y las estelas de piedras talladas con elaborados glifos, su historia se conserva en unos pocos códices, los que figura el libro de la creación escrito en lengua maya-quiché, el Popol Vug.

El significado de los términos que conforman el es:  Popol: Palabra maya que significa reunión, comunidad, casa común, junta.Vuh: Libro, papel, árbol de cuya corteza se hacía el papel.

El “Popol Vuh”, “Las antiguas Historias del Quiché”, es el libro sagrado de los indios quichés que habitaban en la zona de Guatemala. Se explicaba en él el origen del mundo y de los …indios mayas. También se relataba la historia de todos los soberanos.

Se puede señalar que hay allí una conjunción de religión, mitología, historia, costumbres y leyendas. Es esencialmente una descripción del conjunto de tradiciones mayas de quienes habitaban la región guatemalteca; pero también aparecen agregadas algunas ideas cristianas, lo que hace suponer que el autor conocía a misioneros católicos. No se conoce el nombre del autor pero por sacados del contenido de la obra, se supone que ha sido escrito hacia 1544.

Fue escrito originalmente en piel de venado, posteriormente trascripto en 1542 al latín por Fray Alonso del Portillo de Noreña.

La versión española fue realizada sobre este último texto en el siglo XVIII (1701) por el fraile dominico Francisco Ximénez que se había establecido en Santo Tomás Chichicastenango. Y “Popol Vuh” lo llamó un estudioso de temas americanistas, que en el siglo XIX lo tradujo al francés, Charles Etienne Brasseur de Bourbourg.

De esta Cilivización podríamos hablar durante muchos meses y años y, seguramente, no podríamos contar muchas de las cosas que en ella están escondidas, dado que, como en otras muchas civilizaciones que fueron, el tiempo se encargó de borrar los hechos que no han podido ser encontrados en registros desaparecidos de una u otra manera.

emilio silvera

Investigando la naturaleza del Universo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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La técnica de la interferometría de muy larga base a longitudes de onda milimétricas (mm-VLBI) ha permitido obtener imágenes de los motores centrales de las galaxias activas con una resolución angular de decenas de microsegundos de arco. aquellos objetos más cercanos (M87, SgrA) se obtienen resoluciones lineales del orden de las decenas de Radios de Schwarzschild, lo que permite estudiar con detalle único la vecindad de los agujeros negros supermasivos.

Las observaciones astronómicas utilizando la técnica de Interferometría de muy larga base, a longitudes de onda milimétricas proporcionan una resolución angular única en Astronomía. De este modo, observando a 86 GHz se consigue una resolución angular del orden de 40 microsegundos de arco, lo que supone una resolución lineal de 1 año-luz para una fuente con un corrimiento al rojo z = 1, de 10 días-luz para una fuente con un corrimiento al rojo de z = 0,01 y de 10 minutos-luz (1 Unidad Astronómica) para una fuente situada a una distancia de 8 Kpc (1 parcec = 3,26 años-luz), la distancia de nuestro galáctico. Debemos resaltar que con la técnica de mm-VLBI disfrutamos de una doble ventaja: por un lado alcanzamos una resolución de decenas de microsegundos de arco, proporcionando imágenes muy detalladas de las regiones emisoras y, por otro, podemos estudiar aquellas regiones que son parcialmente opacas a longitudes de onda más larga.

Galaxias


Las galaxias activas tienen nucleos que brillan tanto, que pueden llegar a ser más luminosos que las galaxias que los alberga. Estas galaxias activas se caracterizan porque en sus núcleos ocurren procesos no-térmicos que liberan enormes cantidades de energía que parece provenir de una región muy pequeña y brillante situada en el corazón de la galaxia.

Son muchos los indicios que favorecen la hipótesis de que tales objetos son agujeros negros muy masivos (del orden de 100-1000 millones de veces la masa del Sol), con un tamaño de 1 minuto-luz o varios días-luz. La enorme fuerza gravitatoria que ejercen estos agujeros negros atrae el gas y las estrellas de las inmediaciones, formando el denominado disco de acrecimiento que está en rotación diferencial en torno al objeto masivo.

El modelo de “Agujero Negro + disco de acrecimiento” es el más satisfactorio hoy día explicar las propiedades de los núcleos activos de galaxias. Un aspecto muy destacado en la morfología de las regiones compactas de los núcleos activos es la presencia de una intensa emisión radio en forma de chorros (los denominados Jets relativistas), que están formados por un plasma de partículas relativistas que emanan del núcleo central y viajan distancias de varios megaparsec.

Jet relativista de un AGN. Creditos: Pearson Education, Inc., Upper Saddle River, New Jersey

Estos Jets son los aceleradores de partículas más energéticos del Cosmos. Sin embargo, todavía se desconoce como se generan, aceleran y coliman, si a través de simulaciones magnetohidrodinámicas se conoce que el campo magnético juega un papel fundamental en estos procesos. La técnica de mm-VLBI proporciona imágenes directas y nítidas de las regiones nucleares de las galaxias activas y acotan tanto el tamaño de los núcleos como la anchura de los chorros en la vecindad del agujero negro supermasivo. De hecho, las resoluciones angulares proporcionadas por mm-VLBI corresponderían a escalas lineales del orden de miles, centenares y decenas de Radios de Schwarzschild dependiendo de la distancia y la masa del agujero negro.

Existen algunos casos espectaculares, las imágenes obtenidas con mm-VLBI trazán los chorros relativistas a escalas del subparsec, cartografiando los motores centrales de las fuentes compactas con una resolución lineal tal que nos permite acercarnos a la última órbita estable en torno al agujero negro supermasivo. Podemos mencionar algunos casos espectaculares:

Mrk 501

Mrk 501: Es una radiogalaxia situada a un corrimiento al rojo de z = 0.oo34. La masa del agujero negro central es del orden de mil millones de masas solares, por lo que el tamaño del radio de Schwarzschild es de 0,12 días-luz. Las observaciones con mm-VLBI a 86 GHz, muestra que su núcleo es muy compacto. El tamaño del núcleo de la radiofuente se establecer en 0,03 pc.

M87: La galaxia M87 está situada a la una distancia de 16,75 Mpc tiene un agujero negro situado en la región nuclear con una masa del orden de los 3.000 millones de masas solares, lo que implica que el tamaño del Radio de Schwarzschild es de 0,34 días-luz, Las observaciones interferométricas a 45 y 43 GHz han mostrado la presencia de un chorro relativista, en la que se observan dos fenómenos muy relevantes: i) en la base del jet, el ángulo de apertura es muy grande, lo que indicaría que el chorro vuelve a recolimarse a una cierta distancia del Agujero Negro central; ii) el chorro presenta fuerte emisión en sus bordes (fenómeno conocido “edge brightening”, mientras que presenta emisión muy débil en su interior.

Todo esto lleva consigo una serie de implicaciones y parámetros de técnicos que no son al caso destacar aquí.

  • Demostración de la posibilidad de realizar astrometría diferencial de precisión en observaciones de VLBI de alta resolución, tanto a longitudes de onda milimétricas (Guirado et al., A&A, 353, L37, 2000), como con antenas en el espacio, usando el satélite japonés HALCA del proyecto VSOP (Guirado et al., A&A, 353, L37, 2001).

Astrometría diferencial

Las observaciones de VLBI a longitudes de onda centimétricas han mostrado que SgrA, la radiofuente compacta en el de nuestra Galaxia, tiene un tamaño angular que escala con la longitud de onda al cuadrado, resultado que se interpreta físicamente considerando que la estructura que detectamos para SgrA no es su estructura intrínseca sino la imagen resultado de la interacción de su emisión de radio con sus electrones interestelares de la región interna de la Galaxia (lo que técnicamente se conoce el “disco de scattering”. Las observaciones con mm-VLBI a 86 GHz han permitido determinar por primera vez el tamaño intrínseco de SgrA que ha resultado ser de 1,01 Umidades Astronómicas.

El centro galáctico: un misterio en ondas de radio

Al sintonizar hacia el de la Vía Láctea, los radioastrónomos exploran un lugar complejo y misterioso donde está SgrA que…

Considerando que SgrA se encuentra a una distancia de 8 Kpc y que su masa es de 4 millones de masas solares, este tamaño lineal corresponde a 12,6 Radios de Schwarzschild. Con todo esto, vengo a decir que estamos ya en la misma vecindad de los agujeros negros y, lo único que tenemos que despejar es la incognita que nos pueda crear el efecto del que nos habla la Relatividad General cuando establece que la radiación proveniente de una superficie esférica a una cierta distancia del agujero negro, sufriría un proceso de lente gravitacional amplificadora dandonos un tamaño mayor que el real. Así, cualquier objeto emisor con un tamaño intrínseco inferior a 1,5 Radios de Schwarzschild tendría un diámetro aparente mayor que 5,2 R de Schwarzschild.

¡Es todo tan complejo!

La galaxia espiral NGC 4725 de un solo brazo

Aquí podemos contemplar a la galaxia espiral NGC 4725 que es atípica porque  sólo tiene un brazo. Sin embargo, como muchas otras galaxias espirales, no deja de ser fascinante el poder contemplar ese carrusel de estrellas azuladas que ionizan el gas y el polvo de la galaxia con su intensa radiación ultravioleta. La imagen captada por el telescopio nos transporta a regiones lejanas.  NGC 4725 es una galaxia que tiene más de 100.000 años luz de diámetro y se encuentra a 41 millones de años luz de distancia en la bien ordenada constelación Coma Berenices.

¿Cuántos mundos tendrá esa galaxia? ¿Existirá la vida en alguno de ellos?

Pensar lo contrario sería irracional, toda vez que, el Universo se rige por unas leyes inamovibles que actúan en todas partes por muy lejanas que se puedan encontrar y, los fenómenos que aquí en nuestra región tuvieron lugar cuando de una explosión supernova surgió una Nebulosa de la que se formó, con el paso de millones de años, nuestro Sistema solar y, en la Tierra, germinóla vida, de la misma manera, habrá podido pasar allí y en otras muchas galaxias que, debido a las inmensas distancias que nos separan, no podemos visitar.

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La galaxia más grande conocida

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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La galaxia más grande conocida
La galaxia IC 1101 es sesenta veces más grande que la Vía Láctea, se alimenta de otras galaxias y alberga en su interior cientos de billones de estrellas. Así lo he podido leer en un reportaje de ABC.es que en su apartado de Ciencia ha sido publicado con la autoría de Don Miguel Gilarte Fernández que es el presidente de la Asociación astronómica de España y director del Observatorio Astronómico de Almadén de la Plata, y nos cuenta lo siguiente:

“Gracias a nuevas técnicas aplicadas a grandes telescopios terrestres y espaciales, podemos conocer la grandiosidad de algunas galaxias de colosales tamaños. Estas galaxias vistas en luz visible, es decir, aplicando el ojo al telescopio o con técnicas fotográficas normales, resultan ser mucho menores de lo que en realidad son.

Galaxia Gigante NGC 6872

Un claro ejemplo lo tenemos con la galaxia espiral barrada NGC 6872, que en luz visible no deja de ser una modesta galaxia entre los 100.000 millones de galaxias que contiene el Universo. Pero vista a través del ultravioleta, que es la radiación electromagnética de longitud de onda más corta que la de la luz visible, podemos ver lo invisible. El Universo visto a través de la radiación infrarroja, ultravioleta, etc, es completamente diferente al que nosotros percibimos con nuestros ojos; la luz visible.

Los satélites han permitido conocer el verdadero tamaño de las galaxias

Nuestra atmósfera absorbe casi toda la radiación ultravioleta que nos llega del espacio, por ello los estudios en astronomía con radiación infrarroja, se realizan mejor desde satélites ubicados fuera de nuestra atmósfera. Así pues se lanzaron los satélites, entre otros el Observatorio Astronómico Copérnico, el Satélite Europeo TD-1, el Satélite Astronómico de los Países Bajos, el Observatorio Astronómico UIE, el telescopio espacial Hubble y, más recientemente, el Explorador de la Evolución de Galaxias (GALEX), que es el que nos ha hecho ver las verdaderas dimensiones de galaxia.

Gracias al ultravioleta, podemos contemplar regiones de las galaxias invisibles para el ojo humano, regiones donde abundan estrellas muy calientes que emiten en este de longitud de onda y lugares en los que abunda el hidrógeno molecular, así como el polvo de las galaxias o entre ellas.

Cinco veces más grande que la Vía Lactea

 

La galaxia más grande conocida
nasa
NGC 6872

La gigantesca galaxia NGC 6872, se localiza a 212 millones de años luz de nosotros (1 año luz son 9,5 billones de km aprox.) y en un principio se creyó que era 2,5 veces mayor que la nuestra; La Vía Láctea con 100.000 años luz de diámetro, es decir, que un rayo de luz a 300.000 km/s tardaría 100.000 años en recorrerla. Pues ahora y gracias a investigadores que estudian las galaxias con el telescopio espacial GALEX, descubrieron que sus dimensiones son 5 veces mayor que la Vía Láctea. Se trata de una galaxia espiral barrada con dos brazos bien diferenciados. Nuestra Galaxia cabría en la mitad de uno de ellos. Es la galaxia espiral más grande del Universo conocido. Todo ello aplicando las técnicas del ultravioleta.

Pero esta galaxia es nada, comparada con otra, la mayor del Universo con diferencia. Se le denomina IC 1101, y dista más de 1.000 millones de años luz de nosotros, alejándose a más de 23.000 km/s debido a la expansión del Universo y a su enorme distancia. Esta galaxia elíptica supergigante domina un cúmulo que contiene miles de galaxias cuyo es Abell 2029, de las que se nutre para ir haciéndose mayor, incluyendo a galaxias del tamaño de la nuestra o incluso mayores, se estima que esta galaxia ha engullido cientos de galaxias menores. IC 1101, mide 6 millones de años luz, es decir, 60 veces mayor que la nuestra y con un contenido de cientos de billones de estrellas, aunque algunos científicos estiman una cifra semejante a 1.000 billones de estrellas frente a las 100.000 millones que la Vía Láctea. Aún está en estudio el tamaño y el de estrellas de tal estructura cósmica.

Tardaríamos unos 500 billones de años en llegar a la galaxia de Andrómeda

 

Esta macro estructura galáctica es imposible de imaginar por sus dimensiones. La galaxia más cercana a la Vía Láctea, es la galaxia de Andrómeda, el doble que la nuestra y a una distancia de 2,3 millones de años luz. Para que se haga una de esta distancia, tardaríamos unos 500 billones de años en llegar caminando a la galaxia de Andrómeda, si pudiéramos ir por una calzada espacial y sin descansar, claro y no tener en cuenta que ambas galaxias se aproximan a 500.000 km/h. Necesitaríamos tunar para llegar a Andrómeda a 6,6 billones de personas que durarían una media de 75 años. La población en la Tierra es de 7.000 millones de habitantes, es decir, necesitamos 943 veces más población para llegar a Andrómeda. Todo ello es para conocer la distancia que nos separa de la galaxia más cercana.
M31: La Galaxia de Andrómeda
Andrómeda, la galaxia más grande del Grupo Local que con la Vía Láctea destacan de todas las demás, es en realidad pequeña comparada con IC 1101

Tenga en que la edad del Universo es de unos 13.700 millones de años, pero sería más rápido inventemos una nave que viajara a la velocidad de la luz, entonces tardaríamos sólo 2,3 millones de años en llegar a Andrómeda y unos 1.000 millones en llegar a la galaxia IC1101, pero unos 1.300 billones de años tardaríamos en recorrerla andando si fuera posible.

El cúmulo de galaxia en el que se encuentra la Vía Láctea, denominado Grupo Local, está constituido por más de 40 galaxias, pero todas ellas suman unas 700.000 millones de estrellas en un espacio de 10 millones de años luz, es decir, IC 1101, contiene unas 1.400 veces más estrellas o masas solares que todo el cúmulo de galaxias donde habita la Vía Láctea, de hecho, en el núcleo de la galaxia IC 1101 cabrían varias galaxias como la nuestra.

El Universo tiene muchas sorpresas que nos lleva a ser conscientes de que, lo grande o lo pequeño es siempre relativo. Será pequeño o grande en comparación a éste o aquel otro objeto. Nosotros tenemos en la mente la idea de la inmensidad de la galaxia Andrómeda o la misma Vía Láctea pero, si la comparamos con IC 1101…

Curiosamente, los últimos descubrimientos realizados sobre la galaxia IC 1101, indican que el de nacimiento de estrellas es reducido, por lo que puede significar que en la actualidad no está interactuando con otras galaxias. Cuando las galaxias chocan el gas y el polvo de ambas se unen más rápidamente para formar nuevas estrellas. Si esta colosal galaxia, ha limpiado sus alrededores a base de tragar otras galaxias y no continúa con este ritmo, lo más probable es que tienda a desintegrarse en el espacio, hecho poco probable debido a la intensa fuerza de gravedad con la que actúa sobre el medio que la rodea y cuyo poder llega a decenas de galaxias del propio cúmulo de galaxias Abell 2029.

En realidad, el cúmulo de galaxias Abell 2029 y la galaxia supergigante IC 1101, es sólo el 10 o el 30% de lo que podemos ver, el resto se hace notar en forma de materia oscura, una materia invisible, que se deja sentir por su efecto gravitatorio sobre la materia que vemos o detectamos por otros medios.”

Hasta aquí el reportaje que he adornado con algunas imágenes para que su lectura os fuera más leve.

Saludos.

Nebulosas Planetarias y estrellas enanas blancas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Nebulosas y estrellas    ~    Comentarios Comments (10)

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File:Ngc2392.jpg

                    NGC 2392 es una nebulosa planetaria en la constelación de Gérminis

En la imagen del día del Blog, hoy aparece la Nebulosa del Esquimal o del Payaso, NGC 2392, que forma un conjunto vistoso. Por su curiosa apariencia, que recuerda a la cara de una persona rodeada por una capucha, recibe también los nombres de Nebulosa Esquimal. Se encuentra, según autores, a unos 3000 o 5000 años-luz de la Tierra.

La edad de NGC 2392 se estima en unos 10.000 años, y está compuesta por dos lóbulos elípticos de materia saliendo de la estrella moribunda. Desde nuestra perspectiva, unos de los lóbulos está delante del otro.

Se cree que la forma de la nebulosa se debe a un anillo de material denso alrededor del ecuador de la estrella expulsado durante la fase de gigante roja. Este material denso es arrastrado a una velocidad de 115.000 km/h., impidiendo que el viento estelar, que posee una velocidad mucho mayor, empuje la materia a lo largo del ecuador. Por el contrario, este viento de gran velocidad (1,5 millones de km/h) barre material por encima y debajo de la estrella, formando burbujas alargadas. Estas burbujas, de 1 año luz de longitud y la mitad de anchura, tienen filamentos de materia más densa. No obstante, las líneas que van de dentro a afuera en el anillo exterior (en la capucha) no tienen todavía explicación, si bien su origen puede deberse a la colisión entre gases de baja y alta velocidad.

La Nebulosa del Esquimal fue descubierta por William Herschel  el 17 de enero de 1787. 

                                                               La Nebulosa Reloj de Arena

Una nebulosa planetaria es una nebulosa de emisión consistente en una envoltura brillante en expansión de plasma y gas ionizado,  expulsada durante la fase de rama asintótica gigante que atraviesan las estrellas gogantes rojas  en los últimos momentos de sus vidas.

Las nebulosas planetarias son objetos de gran importancia en astronpmía,  debido a que desempeñan un papel crucial en la evolución química de las Galaxias,  devolviendo al medio interestelar metales pesados  y otros productos de la nucleosíntesis de las estrellas (como Carbono, Nitrógeno, xígeno, Calcio… y otros).  En galaxias lejanas, las nebulosas planetarias son los únicos objetos de los que se puede obtener información útil acerca de su composición química.

File:NGC6543.jpg

La gama y diseños de Nebulosas Planetarias es de muy amplio abanico y, en esa familia de Nubulosas podemos admirar y asombrarnos con algunas que, como la famosa Ojo de Gato (arriba), nos muestra una sinfonía de arquitectónica superpuesta que ni la mente del más avispado arquitecto habría podido soñar.

Enanas Blancas son estrellas misteriosas que, como residuos de otras que fueron, se resisten a “morir” y quedan envueltas en ese manto precioso de nebulosas planetarias durante siglos.

fisica

Una enana blanca es una pequeña y densa estrella que es el resultado final de la evolución de todas las estrellas (por el ejemplo el Sol), excepto las muy masivas. Según todos los estudios y observaciones, cálculos, modelos de simulación, etc., estas estrellas se forman cuando, al final de la vida de las estrellas medianas, agotan el combustible de fusión nuclear, se produce el colapso de sus núcleos estelares, y quedan expuestas, cuando las partes exteriores de la estrella son expulsadas al espacio interestelar formar una Nebulosa Planetaria. En el centro de la Nebulosa, queda denudo un puntito blanco que es, la estrella enana blanca.

El Núcleo se contrae bajo su propia gravedad hasta que, habiendo alcanzado un tamaño similar al de la Tierra , se ha vuelto tan densa (5 x 10 ^8 Kg/m3) que sólo evita su propio colapso por la preseión de degeneración de los electrones ( saben los electrones son fermiones que estando sometidos al Principio de exclusión de Pauli, no pueden ocupar niguno de ellos el mismo lugar de otro al tener el mismo número cuántico y, siendo así, cuando se juntan demasiado, se degeneran y comienzan una frenética carrera que, en su intensidad, , incluso frenar la implosión de una estrella -como es el caso de las enanas blancas).

Las enanas blancas se forman con muy altas temperaturas superficiales (por encima de los 10 000 K) debido al calor atrapados en ellas, y liberado por combustiones nucleares previas y por la intensa atracción gravitacional que sólo se ve frenada por la degeneración de los electrones que, finalmente, la estabilizan como estrella enana blanca.

estrellas

tipo de estrellas, con el paso del tiempo, se enfrían gradualmente, volviéndose más débiles y rojas. Las enanas blancas pueden constituir el 30 por ciento de las estrellas de la vecindad solar, aunque debido a sus bajas luminosidades de 10 ^-3 – 10 ^-4 veces la del Sol, pasan desapercibidas. La máxima máxima posible de una enana blanca es de 1,44 masas solares, el límite de Shandrasekhar. Un objeto de masa mayor se contraería aún más y se convertiría en una estrella de neutrones o, de tener mucha masa, en un agujero negro.

energia
Visión artística de una enana blanca, Sirio B – Crédito: NASA, ESA y G. Bacon (STScl)

Las enanas blancas son estrellas calientes y pequeñas, generalmente del tamaño de la Tierra, por lo que su luminosidad es muy baja. Se cree que las enanas blancas son los residuos presentes en el centro de las nebulosas planetarias. Dicho de otra manera, las enanas blancas son el núcleo de las estrellas de baja masa que quedan después de que la envoltura se ha convertido en una nebulosa planetaria.

El núcleo de una enana blanca consiste de material de electrones degenerados. Sin la posibilidad de tener nuevas reacciones nucleares, y probablemente después de haber perdido sus capas externas debido al viento solar y la expulsión de una nebulosa planetaria, la enana blanca se contrae debido a la fuerza de gravedad. La contracción hace que la densidad en el núcleo aumente hasta que se den las necesarias para tener un material de electrones degenerados. Este material genera presión de degeneración, el cual contrarresta la contracción gravitacional.

Al ser estudiadas más a fondo las propiedades de las enanas blancas se encontró que al aumentar su masa, su radio disminuye. A partir de esto es que se encuentra que hay un límite superior la masa de una enana blanca, el cual se encuentra alrededor de 1.4 masas solares (MS). Si la masa es superior a 1.4 MS la presión de degeneración del núcleo no es suficiente detener la contracción gravitacional. Este se llama el límite de Chandrasekhar.

Debido a la existencia de este límite es que las estrellas de entre 1.4 MS y 11 MS deben perder masa para poder convertirse en enanas blancas. Ya explicamos que dos medios de pérdida de masa son los vientos estelares y la expulsión de nebulosas planetarias. Sin embargo, existen otras posiblidades que se puedan dar en este tipo de estrellas que son muy densas. Por ejemplo, si cerca de alguna de ellas reside otra estrella que esté lo bastante cerca, la enana blanca, poco a poco, puede ir robándole masa a la estrela compañera hasta que, llegado a un punto, ella misma se recicla y se convierte en una estrella de Neutrones.

enanas
                              A esto dar lugar la unión de dos enanas blancas

Después de que una estrella se ha convertido en enana blanca, lo más probable es que su destino sea enfriarse y perder brillo. Debido a que las enanas blancas tienen una baja luminosidad, pierden energía lentamente, por lo que pueden permanecer en etapa en el orden de años. Una vez que se enfrían, se vuelven rocas que se quedan vagando por el Universo. Este es el triste destino de nuestro Sol.

La detección de enanas blancas es difícil, ya que son objetos con un brillo muy débil. Por otro lado, hay ciertas diferencias en las enanas blancas según su masa. Las enanas blancas menos masivas sólo alcanzan a quemar hidrógeno en helio. Es decir, el núcleo de la estrella nunca se comprime lo suficiente como alcanzar la temperatura necesaria para quemar helio en carbono. Las enanas blancas más masivas sí llevan a cabo reacciones nucleares de elementos más pesados, es decir, en su núcleo podemos encontrar carbono y oxígeno.


misteriosas
Comparación de tamaños entre la enana blanca IK Pegasi B (centro abajo), su compañera de clase espectral A IK Pegasi A (izquierda) y el Sol (derecha). enana blanca tiene una temperatura en la superficie de 35.500 K.

Allá por el año 1908, siendo Chandrasekhar un avanzado estudiante de física, vivía en Madrás, en la Bahía de Bengala (En cuyo Puerto trabajó Ramanujan), y, estando en  aquella ciudad el célebre científico Arnold Sommerfeld, le pidió audiciencia y se pudo entrevistar con él que, le vino a decir que la física que estudiaba estaba pasada, que se estaban estudiando nuevos caminos de la física y, sobre todo, uno a cuya teoría se la llamaba mecánica cuántica que podía explicar el comportamiento de lo muy pequeño.


blancas
                  El joven Chandrasekhar

Cuando se despidieron Sommerfeld dio a Chandrasekhar la prueba de imprenta de un artículo técnico que acaba de escribir. Contenía una derivación de las leyes mecanocuánticas que gobiernan grandes conjuntos de electrones comprimidos en volúmenes pequeños, por ejemplo ( este caso) en una estrella enana blanca.

A partir de aquel artículo, Chandrasekhar buscó más información y estudió estos fenómenos estelares que desembocaban en enanas blancas. Este tipo de estrella habían descuibiertas por las astrónomos a través de sus telescopios. Lo misterioso de las enanas blancas era su densidad extraordinariamente alta de la materia en su interior, una densidad muchísimo mayor que la de cualquier otra cosa que los seres humanos hubieran encontrado antes. Chandrasekhar no tenía forma de saberlo cuando abrió un libro de Eddintong que versaba sobre la materia, pero la lucha por desvelar el misterio de alta densidad le obligaría fibnalmente a él y a Eddintong a afrontar la posibilidad de que las estrellas masivas, cuando mueren, pudieran contraerse para formar agujeros negros.

astrofisica

De las enanas blancas más conocidas y cercanas, tenemos a Sirio B. Sirio A y Sirio B son la sexta y la séptima estrellas en orden de proximidad a la Tierra, a 8,6 años-luz de distancia, y Sirio es la estrella más brillante en nuestro cielo. Sirio B orbita en torno a Sirio de la misma manera que lo hace la Tierra alrededor del Sol, pero Sirio B tarde 50 años en completar una órbita a Sirio y la Tierra 1 año al Sol.

Eddintong describía como habían estimado los astrónomos, a partir de observaciones con telescopios, la masa y la circunferencia de Sirio B. La masa era de 0,85 veces la masa del Sol; la circunferencia media 118.000 km. Esto significaba que la densidad media de Sirio B era de 61.000 gramos por centímetro cúbico, es decir 61.000 veces mayor que la densidad del agua. “Este argumento se conoce ya hace algunos años -nos decía Eddintong-” Sin embargo, la mayoría de los astrónomos de aquel tiempo, no se tomaban en serio tal densidad, Sin embargo, si hubieran conocido la verdad que conocemos: (Una masa de 1,05 soles, una circunferencia de 31.000 km y una densidad de 4 millones de gramos por cm3), la habrían considerado aún más absurda.

teorica

Arriba la famosa Nebulosa planetaria ojo de Gato que, en su centro luce una estrella enana blanca de energéticas radiaciones en el ultravioleta y que, a medida que se vaya enfriando, serán de rayos C y radio que, dentro de unos 100 millones de años vieja y fria, será más rojiza y se habrá convertido en un cadáver estelar.

Aquellos trabajos de Chandraskar y Eddintong desembocaron en un profundo conocimiento de las estrellas de neutrones y, se llego a saber el por qué conseguian el equilibrio que las estabilizaba a través de la salvación que, finalmente encontraban, en la mecánica cuántica, cuando los electrones degenerados por causa del Principio de esclusión de Pauli, no dejaban que la fuerza gravitatoria continuara el proceso de contracción de la estrella y así, quedaba estabilizada como estrella de neutrones.

De la misma manera, se repetía el proceso estrellas más masivas que, no pudiendo ser frenadas en su implosión gravitatoria por la degeneración de los electrones, sí que podia frenarse la Gravedad, mediante la degeneración de los Neutrones. Cuando esa estrella más masiva se contraía más y más, el Principio de exclusión de pauli que impide que los fermiones estén juntos, comenzaba su trabajo e impedía que los neutrones (que son fermiones), se juntaran más, entonces, como antes los electrones, se degeneraban y comenzaban a moverse con velocidades relativistas y, tan hecho, impedía, por sí mismo que la Gravedad consiguiera comprimir más la masa de la estrella que, de manera, quedaba convertida, finalmente, en una Estrella de Neutrones.


Enanas Blancas, estrellas misteriosas



Al formarse la estrella de neutrones la estrella se colapsa hasta formar una esfera perfecta con un radio de tan solo unos 10 kilómetros. En este punto la presión neutrónica de Fermi resultante compensa la fuerza gravitatoria y estabiliza la estrella de neutrones. Apenas una cucharilla del material que conforma una estrella de neutrones tendría una masa superior a 5 x 10 ^12 kilogramos.

Los modelos de estrellas de neutrones que se han logrado construir utilizando las leyes físicas presentan varias capas. Las estrella de neutrones presentarían una corteza de hierro muy liso de, aproximadamente, un metro de espesor. Debajo de corteza, prácticamente todo el material está compuesto por núcleos y partículas atómicas fuertemente comprimidos formando un “cristal” sólido de materia nucleica.

Son objetos extremadamente pequeños u densos que surgen cuando estrellas masivas sufren una explosión supernova del II, el núculeo se colapsa bajo su propia gravedad y puede llegar hasta una densidad de 10 ^17 Kg/m3. Los electrones y los protones que están muy juntos se fusionan y forman neutrones. El resultado final consiste solo en neutrones, cuyo material, conforma la estrella del mismo . Con una masa poco mayor que la del Sol, tendría un diámetro de sólo 30 Km, y una densidad mucho mayor que la que habría en un terrón de azúcar con una masa igual a la de toda la humkanidad. Cuanto mayor es la masa de una estrella de neutrones, menor será su diámetro. Está compuesta por un interior de neutrones superfluidos (es decir, neutrones que se comportan como un fluido de viscosidad cero), rodeado por más o menos una corteza sólida de 1 km de grosor compuesta de elementos como el hierro. Los púlsares son estrellas de neutrones magnetizadas en rotación. Las binarias de rayos X masivas también se piensan que contienen estrellas de neutrones.

universo

Todos aquellos argumentos sobre el comportamiento de las enanas blancas vinieron a desembocar en la paradoja de Edddintong que, en realidad, fue resuelta por el Joven Chandrasekhar en el año 1925 al leer un artículo de R.H. Fowler “Sobre la materia densa”. La solución residía en el fallo de las leyes de la física que utilizaba Eddintong. Dichas leyes debían ser reemplazadas por la nueva mecánica cuántica, que describía la presión en el interior de Sirio B y otras enanas blancas como debida no al calor sino a un fenómeno mecanocuántico : los movimientos degenerados de los electrones, también llamado degeneración electrónica.

La degeneración electrónica es algo muy parecido a la claustrofia humana. Cuando la materia es comprimida hasta una densidad 10.000 veces mayor que la de una roca, la nube de electrones en torno a cada uno de sus núcleos atómicos se hace 10.000 veces más condensada, Así, cada electrón queda confinado en una “celda” con un volumen 10.000 veces menor que el volumen en el que previamente podía moverse. Con tan poco espacio disponible, el electrón, como nos pasaría a cualquiera de nosotros, se siente incómodo, siente claustrofobia y comienza a agitarse de manera incontrolada, golpeando con enorme fuerza las paredes de las celdas adyacentes. Nada puede deternerlo, el electrón está obligado a ello por las leyes de la mecánica cuántica. Esto está producido por el Principio de esclusión de Pauli que impide que dos fermiones estén juntos, así que, fuerza es, la que finalmente posibilita que la estrella que se comprime más y más, quede finalmente, constituida estable como una enana blanca.

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