Abr
24
el sueño de ese primer contacto
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Otros mundos ~ Comments (0)
VIDA ALIENÍGENA
Más cerca de encontrar extraterrestres: los puntos del universo donde podrían estar
El descubrimiento de nuevos exoplanetas reaviva el debate sobre la existencia de posible vida extraterrestre.
En un primer momento se pensó que Gliese 667Cb era un buen candidato a albergar vida. ESO
En E.T no conocemos la localización exacta del planeta al que el extraterrestre llama casa. En Battlestar Galactica hay una civilización humana que habita en doce planetas, pero en un lugar impreciso de la Vía Láctea. Y, por supuesto, en Star Wars tampoco sabemos dónde se encuentra la galaxia muy muy lejana en la que tiene lugar la saga.
Aunque en muchos casos la ciencia ficción no ofrece una referencia real —o realista— de la procedencia de los extraterrestres que protagonizan sus relatos, puede que los descubrimientos de planetas más recientes les sirvan de inspiración para futuras ocasiones o que alguno de ellos acabe ofreciéndoles una nueva especie que incluir en sus historias.
Desde que en 1992 se anunció el descubrimiento del primer planeta que orbitaba alrededor de una estrella que no fuera el Sol, el número de exoplanetas descubiertos no ha dejado de aumentar hasta superar los 3.000. Y con cada descubrimiento llega la gran pregunta, la que inquieta a la sociedad en su conjunto: ¿puede haber vida en ellos? LHS 1140b es el último candidato a planeta con vida mientras científicos, misiones y radiotelescopios continúan vigilando el universo en busca de algo más.
EL NUEVO PLANETA ROCOSO
Esta semana, un equipo de investigadores ha revelado la existencia de un planeta rocoso (LHS 1140b) situado a 40 años luz: el nuevo mejor candidato para buscar indicios de vida. Como sucede con el resto de exoplanetas potencialmente habitables, este mundo se encuentra a una distancia de su estrella que le permitiría tener agua en estado líquido.
Pero eso no es todo. Según el paper publicado en la revista Nature que detallasus características, las condiciones de su astro son especialmente favorables. LHS 1140, la enana roja alrededor de la que gira esta supertierra, emite menos radiación de alta energía que otros astros con una masa similar —un 15% de la de nuestro Sol— y, además, no lanza llamaradas.
Este prometedor anuncio es solo el último de los innumerables que nos han hecho pensar, cada cierto tiempo, en la posible existencia de vida extraterrestre, sea en forma bacteriana o en alguna versión más avanzada y similar a los humanoides alienígenas que han poblado las películas de ciencia ficción.
UN NUEVO SISTEMA PLANETARIO
En febrero, la NASA tuvo a medio mundo con el corazón en un puño al celebrar una rueda de prensa que, por el bombo con que se anunció, parecía la definitiva: la de la confirmación de que se habían descubierto aliens. Después de un tuit aclarando que no se trataba de extraterrestres, la agencia aeroespacial reveló la existencia de un nuevo sistema planetario a 39 años luz de la Tierra con 7 planetas del tamaño de nuestro hogar azul. Y aunque no eran los 12 de Battlestar Galactica, el descubrimiento era de gran relevancia.
Girando en torno a la estrella TRAPPIST-1, tres de los objetos celestes se encuentran en la zona habitable del planeta. Si bien en un principio cundió el optimismo, y aun tratándose un importante descubrimiento, ahora sabemos que la cercanía entre estas tres posibles tierras plantea la posibilidad de que estén bloqueadas por fuerzas de marea, presentando siempre la misma cara a su estrella. Esto haría que tuvieran una cara con altas temperaturas e iluminada y otra en oscuridad perpetua, algo que dificultaría la existencia de vida.
UNA ESTRELLA MUY PRÓXIMA
Antes del revuelo causado por los planetas de TRAPPIST-1 y por el mundo rocoso recién descubierto, el exoplaneta Próxima Centauri b, orbitando dentro de la zona habitable de la estrella enana roja Próxima Centauri, lamás cercana al Sol, fue el que protagonizó los titulares.
¿Podría albergar vida este planeta del tamaño de la Tierra? Aunque en un principio los pronósticos fueron tremendamente optimistas, un estudio publicado en The Astrophysical Journal Letters reveló que, considerando la edad de su estrella enana roja y la proximidad del planeta a este astro, Proxima Centauri b está expuesto a una cantidad de emisiones de luz ultravioleta y rayos X que implicarían una alta pérdida de oxígeno de la atmósfera, lo que impediría la formación de agua.
LOS OTROS CANDIDATOS
No hay que olvidar que en las últimas décadas y especialmente en los últimos años, los exoplanetas, e incluso los habitables, han brotado como setas. En 2011, los científicos descubrían Gliese 667Cc, en un sistema estelar triple en la constelación del Escorpión. A una distancia de 23,6 años luz, el planeta orbitaba dentro de la zona de habitabilidad estelar y se convirtió en el planeta habitable conocido más cercano a la Tierra.
Unos años más tarde, en 2014, se descubría Kepler-186f, un exoplaneta que orbita la estrella enana roja Kepler-186. Este fue el primero habitable de un tamaño similar a nuestro planeta azul que se encontró. Por su parte, Kepler 438b, descubierto en 2015 orbitando alrededor de una estrella enana roja a más de 470 años luz de la Tierra, es todavía hoy el que se parece más a nuestro hogar, con un índice de similitud del 88 %.
Pero hay ahí no acaba la cosa. Kepler 442b, situado a una distancia de 1.100 años luz —y el cuarto entre los mayores candidatos a análogo terrestre, con un índice de similitud con la Tierra del 84 %—; o los planetas Kepler 62e, Kepler 62f yKepler 452b, este último desplazándose en torno a una estrella similar a nuestro Sol, han sido en otras ocasiones los candidatos más firmes a planeta más parecido a la Tierra.
¿El problema? Que al igual que sucede con otros descubrimientos más recientes, puede que en ninguno de estos planetas potencialmente habitables se haya desarrollado realmente vida por culpa de la actividad de su estrella y de las condiciones extremas que presentarían debido a su influjo.
Sin embargo, queda sitio para la esperanza. Aunque las condiciones no sean las más favorables, alguno de los exoplanetas mencionados puede albergar vida, aunque no sea tal y como nos la imaginamos (o como nos la ha pintado Hollywood). Además, nuevas misiones como TESS, cuyo lanzamiento está previsto por la NASA para 2017, y tecnologías como el telescopio espacial James Webb y el radiotelescopio MeerKAT, permitirán mejorar y ampliar la búsqueda de nuevas tierras y, con ella, la posibilidad de hallar vida y de encontrar otro planeta que sea total y realmente habitable, uno como ese al que E.T. llamaba casa.
Abr
23
¿Qué nos dirá la Naturaleza y que el Universo en 2.020?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo asombroso ~ Comments (3)
En los comienzos del universo, justo después del Big Bang, existió un ‘plasma de quarks y gluones, dos partículas confinadas hoy en la materia que entonces vagaban libremente… Ahora hemos construido aceleradores de partículas que tratan de recrear aquellos momentos para poder “ver” lo que allí pasó y, buscamos el origen de la masa y partículas exóticas que nos digan algo sobre esa supuesta masa “perdida”, o, que no alcanzamos a ver.
Se cree que el disco que rodea a Fomalhaut es un disco protoplanetario que emite una considerable cantidad de radiación infrarroja. Discos similares se han descubierto en Vega, β Pictoris y Denébola (β Leonis).
La galaxia NGC 2683 es una galaxia espiral que emula la clásica de las naves especiales en la ciencia ficción. NGC 2683 es una galaxia espiral que se encuentra a unos 25 millones de años luz de distancia en dirección a la constelación del Lince, en el límite con Cáncer. Se la ha llamado Galaxia UFO debido a su parecido con un platillo volante.
Es la imagen más detallada que existe de Messier 9, una conjunción de estrellas en el centro de la Vía Láctea. El cúmulo globular M9 (también conocido como Objeto Messier 9, Messier 9, M9 o NGC 6333) es un cúmulo globular de la constelación de Ofiuco. Pero para los astrónomos modernos, Messier 0 (M9) sí contiene estrellas, conocidas como un cúmulo globular con más de 300.000 estrellas dentro de un diámetro de unos 90 años luz. Se encuentra a unos 25.000 años luz de distancia, cerca del núcleo central de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Este primer plano del Telescopio Espacial Hubble muestra el denso enjambre de estrellas que hay en los 25 años luz centrales del cúmulo. Con al menos el doble de la edad del Sol y carentes de elementos pesados, estas estrellas muestran colores de acuerdo con sus temperaturas: más rojas significa más frías, más azules quiere decir más calientes. En esta nítida visión del Hubble, muchas de las estrellas gigantes rojas y frías del cúmulo presentan un matiz amarillento.
la galaxia espiral NGC 1483
El Hubble produjo esta bella imagen de la galaxia espiral NGC 1483, Localizada en el sur de la constelación Mahi-mahi. La galaxia NGC 1483 es una galaxia con forma de espiral situada en la constelación austral del Dorado (en la que se encuentra la mayor parte de la Gran Nube de Magallanes) y que está situada a unos 40 millones de años luz de la Tierra. Tal y como se muestra en la imagen. la galaxia cuenta con una protuberancia central muy brillante de la que salen unos brazos con una luz algo más difusa y, en el fondo, se pueden distinguir algunas galaxias algo más lejanas (ya que el Dorado está compuesto por unas 70 galaxias y, de hecho, es algo más grande del Grupo Local en el que se encuentra la Vía Láctea y otras 30 galaxias más).
Las nubes asechan en un día de lluvia, el hubble nos regala esta imagen de la galaxia Centauro. La ingente cantidad de polvo que se puede observar en esta galaxia nos induce a pensar que está plagada de nebulosas en las que germinarán miríadas de estrellas azules nuevas que radiaran furiosas en el ultravioleta para ionizar todas esas regiones.
Gigantesco grupo de jóvenes estrellas, llamado R136 está a sólo unos cuantos millones de años luz y reside en la galaxia Doradus Nebula, dentro de la gran Nube de Magallanes.En el centro de la región de formación estelar 30 Doradus hay un enorme cúmulo con las estrellas más grandes, calientes y masivas que se conocen. Está dentro de la galaxia vecina la Gran Nube de Magallanes a 170.000 años luz de distancia.
El Hubble captó imagen del sistema Eta Carinae. Tiene entre 120 y 150 masas solares. Eta Carinae es una estrella muy joven, con una edad entre los 2 y los 3 millones de años, y se encuentra situada en NGC 3372, también llamada la Gran Nebulosa de Carina o simplemente Nebulosa de Carina. Dicha nebulosa contiene varias estrellas supermasivas, incluyendo, además de Eta Carinae, la estrella HD 93129A.
Un equipo de científicos ha recolectado suficientes fotos de alta resolución del Hubble durante 14 años. Esta es una de ellas y, como hemos podido comprobar en muchas ocasiones, algunas de las imágenes obtenidas por este magnifico Telescopio Espacial nos han maravillado y también, nos llevaron al asombro.
En la celebración del 21 Aniversario del Hubble, en abril de 2011, apuntaron hacia el grupo de galaxias llamado Arp 273 y rescataron bella imagen.
El telescopio espacial Hubble ha logrado captar la extrema violencia del proceso de formación de una estrella es su etapa final, en el que el objeto astronómico se rebela contra su nebulosa.
¿Qué nos querrá decir estas imagen de anillos, cómo se pudieron formar?
En el corazón de la Nebulosa Laguna
La nebulosa IRAS 05437+2502, una pequeñuela cercana a la constelación de Tauro.
¿Qué pintor podría plasmar la belleza creadora de las estrellas?
Los ingenios creados por nuestra civilización ha podido arrancar secretos de la Naturaleza que, ni soñar podrían nuestros abuelos
El Tiempo sigue su camino imparable, siempre hacia adelante, ese lugar que llamamos futuro en el que pensamos estará todo lo que buscamos , siempre tendremos preguntas que hacer y que nadie sabrá contestar pero, nuestro destino es seguir adelante y tratar de desvelar los secretos que la Naturaleza esconde…, ella, tiene todas las respuestas.
Cuando escribí por vez primera este trabajo, decía: “Para entonces tendremos el moderno telescopio espacial James West que, con una tecnología más avanzada que el Hubble, llegará más lejos, verá más cosas y nos podrá contar más historias.” Y, esas nuevas historias ya están aquí.
emilio silvera
Abr
23
La expansión acelerada del Universo
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~ Comments (2)
El Modelo del Big Bang, que justo es reconocerlo, coincide con las observaciones realizadas, algunos, sin embargo, no lo tienen tan claro y dudan de que, a partir de un punto de infinita densidad y energía saliera todo esto que llamamos universo.
El Premio Nobelk de Física de 2011 se otorgó a los tres físicos que arriba podeis contemplar “por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo gracias a observaciones de supernovas lejanas”. Es sin duda una de los hallazgos más extraordinarios que nos ha ofrecido la cosmología desde el descubrimiento del fondo cósmico de radiación de microondas. Gracias a estas observaciones, ahora sabemos que el universo no sólo se expande sino que lo hace de forma acelerada, en contra de lo esperado si estuviera compuesto de materia ordinaria.
(Es curioso que, después de que los premios fuesen concedidos a estos físicos, ha salido un español que, según dice y ha sido publicado, tenía registrado el trabajo, o uno similar, al que ha valido el novel de 2.011 a estos de arriba. La polémica está en marcha).
Esta imagen compuesta muestra conglomerado de galaxias 1E 0657-56. Este conglomerado se formó despues del choque de dos grandes grupos de galaxias, el suceso más energético que se conoce en el universo luego del Big Bang. Lo cierto es que, cuando ese punto (singularidad) del que surgió todo, es decir, el nacimiento del Universo, mediante el llamado Big Bang, la expansión del universo fue exponencial y ciertamente tuvo que ser máyor que c, lo cual nos lleva a pensar en cómo pudieron formarse las galaxias, si todo se estaba expandiendo a tal velocidad, la materia no tendría que haberse podido aglomerar (juntar) para formarlas. ¡Es todo tan extraño!
Los astrónomos dicen que han encontrado las mejores pruebas hasta la fecha sobre la Materia Oscura, la misteriosa sustancia invisible que se cree constituye la mayor parte de la masa del universo. En la imagen de arriba han querido significar, diferenciándola en colores, las dos clases de materia, la bariónica y la oscura que, en este caso, sería la azulada -según dicen-. Sin embargo, la imagen no refleja la proporción que dicen existe entre la una y la otra.
Para poder comprender este resultado tan extraordinario, podríamos poner un ejemplo sencillo: Por ejemplo, si lanzamos una pelota con fuerza hacia arriba, ésta sale despedida en la medida de la fuerza que la impulsó, y, llegado a un punto, la Gravedad que ejerce la Tierra sobre ella, la hará caer de nuevo. Sin embargo, si lanzamos la pelota con mucha más fuerza, ésta podría vencer la gravedad terrestre y salir al espacio exterior y escapar a velocidades cada vez menores. Sin embargo, lo que han observado los investigadores que han recibido el Nobel en 2011, es que el universo no se comporta de esta manera. En lugar de frenarse conforme se expande, el universo parece expandirse de forma acelerada. En la analogía de la pelota, es como si esta, una vez escapara de la Tierra, se alejara con una velocidad cada vez mayor. De esta realidad observada, se deduce de manera clara que, sobre el Universo, está actuando una fuerza desconocida que lo atrae y supera la atracción gravitacional de toda la materia que contiene conocida por nosotros.
Pero antes de describir las observaciones, recapitulemos sobre lo que sabemos del universo hasta ahora. La expansión del universo fue descubierta en los años 20 del pasado siglo por Vesto Slipher, Knut Lundmark, Georges Lemaítre y Edwin Hubble. El ritmo de exdpansión depende del contenido de energía, y un universo que contiene sólo materia termina frenándose gracias a la fuerza de gravedad.
Las galaxias se alejan las unas de las otras ganando velocidad
Las observaciones de la recesión de las galaxias, así como de las abundancias de elementos ligeros, pero sobre todo del fondo de radiación de microondas, nos han permitido construir una imagen del universo en expansión, a partir de un origen extremadamente caliente y denso, que se va enfriando conforme se expande. Hasta hace unas décadas se creía que esa expansión era cada vez más lenta y se especulaba sobre la posibilidad de que eventualmente el universo “recolapsara”. Sin embargo, las observaciones de la luz que nos llega de supernovas a distancias astronómicas, de hasta siete mil millones de años-luz -hechas por dos colaboraciones independientes: El Supernovae Cosmology Project, liderado por Saul Perlmutter, y el High Redshift Supernova Project, de Brian Schmidt y Adam Riess- mostraron que actualmente el ritmo de expansión está acelerándose, en lugar de decelerarse.
La hipótesis más común para dar cuenta de la expansión acelerada del universo es asumir la existencia de un tipo de energía exótica llamada energía oscura. De acuerdo con los cálculos cuantitativos alrededor del 70% del contenido energético del Universo consistiría en energía oscura, cuya presencia tendría un efecto similar a una constante cosmológica de tipo expansivo como el observado; sin embargo, la naturaleza exacta de este tipo de energía es desconocida.Pero, ¿qué pasa con las observaciones realizadas?
Estas observaciones han sido posible gracias a que las supernovas de tipo Ia son explosiones extraordinariamente violentas que se ven a enormes distancias y afortunadamente siguen un patrón de luminosidad característico, llegando a su máximo pocos días después de la explosión y a partir de ahí lentamnete decreciendo en luminosidad hasta que dejamos de verla. La relación entre la máxima luminosidad y el período de decrecimiento se puede calibrar con supernovas cercanas, de manera que midiendo estos períodos para muchas supernovas podemos deducir su distancvia a nosotros y de ahí el ritmo de expansión del universo desde el momento en que la supernova explotó hace miles de millones de años. Las medidas de las supernovas lejanas muestran no sólo que el universo se está expandiendo aceleradamente hoy día, sino también que en el pasado lo hacia de forma decelerada, lo que concuerda con nuestras predicciones basadas en la Teoría de Einstein.
En el contexto del Modelo estándar cosmológico, la aceleración se cree causada por la energía del vacío -a menudo llamada “energía oscura”- una componente que da cuenta de aproximadamente el 73% de toda la densidad de energía del universo. Del resto, cerca del 23%, sería debido a una forma desconocida de materia a la que llamamos “materia oscura”. Sólo alrededor del 4% de la densidad de la energía correspondería a la materia ordinaria, es decir, la que llamamos Bariónica, esa que emite radiación, la luminosa y de la que estamos nosotros constituidos, así como las estrellas, los mundos y las galaxias. Es, precisamente esa luz, la que nos permite adentrarnos en lo más profundo del universo desconocido, lejano y oscuro para poder saber, sobre estos misterios.
La energía del vacío es una clase de energía del punto cero existente en el espacio incluso en ausencia de todo tipo de materia. La energía del vacío tiene un origen puramente cuántico y es responsable de efectos físicos observables como el efecto Casimir y otros.
En nuestras vidas cotidianas, los efectos de la energía de vacío son ínfimos, diminutos, pero aún así detectables en pequeñas correcciones a los niveles de las energías de los átomos. En Teorías de campos relativistas, la energía de vacío está dada por una expresión matemáticamente idéntica y físicamente indistinguible de la famosa constante cosmológica, o por el contrario varia con el tiempo, algo que tendría consecuencias importantísimas para el destino del universo y que es un tema de investigación candente en cosmología, con varios experimentos propuestos para detectarlo.
Tipos de espacio según la densidad crítica del universo. Es decir, dependiendo del valor de Omega, tendremos un universo abierto, cerrado o plano. De momento, todos los indicios nos dicen que estamos en un universo plano que se expandirá para siempre.
En fin amigos, el tema es interesante y lo continuaremos en otro momento…
Le he robado un rato al trabajo para dejar esta página en el Blog por estimarla de interés para que todos, estén al día de los últimos descubrimientos en relación al universo en el que vivímos y de lo que los científicos nos cuentan de vez en cuando que, no siempre (creo), coincide con la realidad.
emilio silvera
Abr
22
Siguen descubriendo nuevos mundos
por Emilio Silvera ~ Clasificado en a otros mundos ~ Comments (0)
Descubierto el exoplaneta con más posibilidades para buscar vida
Un equipo de astrónomos halla un mundo habitable a 40 años luz que podría ser un “punto azul pálido” como la Tierra vista desde el espacio
Si los humanos pudiéramos escapar mañana a otro sistema solar, nuestra mejor opción sería ir a una enana roja. Estos astros mucho más pequeños y tenues que el Sol, invisibles a simple vista en el cielo nocturno, son los más abundantes en la Vía Láctea y albergan los planetas más cercanos y parecidos a la Tierra que se conocen. Ayer, el mejor destino hubiera sido el astro Trappist-1, que posiblemente alberga siete tierras, tres de ellas habitables, es decir, con posible agua líquida, a unos 40 años luz de nosotros. Los más arriesgados argumentarían que es mejor viajar a Próxima b, donde está el planeta terrestre más cercano al nuestro, a apenas cuatro años luz. Hoy, la cosas han cambiado, pues se ha descubierto el exoplaneta donde puede ser más probable encontrar indicios de vida, según sus descubridores.
Muchas son las enanas rojas que tienen en órbitas planetas como la Tierra
El nuevo planeta está a 40 años luz de la Tierra y orbita en torno a una enana roja llamada LHS 1140. En septiembre de 2014, el telescopio M-Earth, en Chile, captó una leve disminución de su luz que podía deberse al tránsito de un planeta. Este telescopio, junto a su gemelo en el hemisferio norte, tiene como objetivo observar todas las estrellas enanas que hay a menos de 100 años luz de la Tierra, a razón de 30 minutos por astro. Tras detectar la señal, el telescopio comenzó a seguir a la estrella en tiempo real mientras un sistema de inteligencia artificial seleccionaba los datos interesantes para confirmar la existencia del planeta.
Los resultados del estudio, publicados hoy en Nature y que incluyen el uso de otros telescopios, confirman que hay un planeta con un radio 1,4 veces el de la Tierra y una masa seis veces y media mayor. Estos dos datos implican que lo más probable es que este planeta tenga un núcleo de hierro denso recubierto de rocas, la misma composición que la Tierra.
Este nuevo mundo está unas 10 veces más cerca de su sol que la Tierra, pero el astro es tan tenue que la cantidad de radiación que le llega es la mitad de la que recibe nuestro planeta. Esto hace posible que el planeta tenga dos elementos indispensables para la vida: agua líquida y atmósfera.
Por ahora este es el candidato número uno a ser un planeta como la Tierra”
“Por ahora todos los datos que tenemos nos indican que este planeta debe tener un aspecto como el de la Tierra”, explica Jason Dittmann, astrónomo del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (EE UU) y coautor del estudio, quien desarrolló el sistema de inteligencia artificial que se ha empleado en el descubrimiento. “Por ahora este es el candidato número uno a ser un planeta como la Tierra”, asegura.
El planeta LHS 1140b se habría formado hace 5.000 millones de años posiblemente de una forma similar a la Tierra, aunque en un entorno mucho más hostil. Cuando las enanas rojas son jóvenes, emiten una alta radiación que puede destruir la atmósfera de los planetas rocosos en su entorno y hacerlos más parecidos a Venus que a nuestro planeta, explica Dittmann. El hecho de que este planeta sea ligeramente más grande que la Tierra podría favorecer que en el pasado albergase mares de lava que podrían haber permitido conservar una atmósfera con su aportación de vapores magmáticos.
Por ahora este puede ser el mejor candidato para observar la primera atmósfera de un mundo habitable fuera del Sistema Solar. Dittman señala que su equipo ya ha pedido tiempo de observación con el telescopio espacial Hubble para medir la dispersión de Rayleigh, el efecto que hace que la Tierra vista desde el espacio sea un punto azul pálido, y que podría confirmar la existencia de una atmósfera en el nuevo exoplaneta. Y en un año se podría usar el Telescopio Espacial James Webb para detectar oxígeno, metano y dióxido de carbono, compuestos que podrían indicar la presencia de vida, señala.
Trappist-1
El descubrimiento de este nuevo planeta es importante “comparado con Trappist-1 y Próxima b porque es el primer planeta terrestre con masa y tamaño bien determinados”, opina Guillem Anglada-Escudé, astrónomo español codescubridor del exoplaneta más cercano a la Tierra. “De momento han encontrado un solo planeta, pero es probable que haya más”, como “pasó con trappist-1, y esperamos que pase con Próxima”, explica. “Este puede ser unos de los sistemas solares importantes para la detección de atmósferas”, señala, aunque puede ser que pronto haya mejores candidatos aún. “Creo que se van a descubrir media docena más de estos planetas, alguno más cercano que Trappist-1 y este, porque hay unas 400 estrellas entre Trappist-1 y nosotros”, resalta.
“Este es el siguiente paso que estábamos esperando en la búsqueda de planetas como la Tierra”, señala José Caballero, investigador del Centro de Astrobiología. “Se descubren tantos planetas de golpe ahora porque hay muchos grupos de investigación en el mundo detrás de lo mismo”, explica. “Dentro de una década vendrán los planetas habitables alrededor de estrellas de tipo G, como el Sol”, añade.
Abr
21
La Vida de las partículas
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física Cuántica ~ Comments (0)
La Mente: Ese misterio
La mente humana es tan compleja que no todos ante la misma cosa vemos lo mismo. Nos enseñan figuras y dibujos y nos piden que digamos (sin pensarlo) la primera cosa que nos sugiere. De entre diez personas, sólo coinciden tres, los otros siete divergen en la apreciación de lo que el dibujo o la figura les sugiere. Un paisaje puede ser descrito de muy distintas maneras según quién lo pueda contar.
Solo el 1% de las formas de vida que han vivido en la Tierra están ahora presentes, el 99%, por una u otra razón se han extinguido. Sin embargo, ese pequeño tanto por ciento de la vida actual, supone unos cinco millones de especies según algunas estimaciones. La Tierra acoge a todas esas especies u palpita de vida que prolifera por doquier. Hay seres vivos por todas partes y por todos los rincones del inmenso mosaico de ambientes que constituye nuestro planeta encontramos formas de vida, cuyos diseños parecen hechos a propósito para adaptarse a su hábitat, desde las profundidades abisales de los océanos hasta las más altas cumbres, desde las espesas selvas tropicales a las planicies de hielo de los casquetes polares. Se ha estimado la edad de 3.800 millones de años desde que aparecieron los primeros “seres vivos” sobre el planeta (dato de los primeros microfósiles). Desde entonces no han dejado de aparecer más y más especies, de las que la mayoría se han ido extinguiendo. Desde el siglo XVIII en que Carlos Linneo propuso su Systema Naturae no han cesado los intentos por conocer la Biodiversidad…, de la que por cierto nuestra especie, bautizada como Homo sapiens por el propio Linneo, es una recién llegada de apenas 200.000 años.
Ahora, hablaremos de la vida media de las partículas elementales (algunas no tanto). Cuando hablamos del tiempo de vida de una partícula nos estamos refiriendo al tiempo de vida media, una partícula que no sea absolutamente estable tiene, en cada momento de su vida, la misma probabilidad de desintegrarse. Algunas partículas viven más que otras, pero la vida media es una característica de cada familia de partículas.
También podríamos utilizar el concepto de “semivida”. Si tenemos un gran número de partículas idénticas, la semivida es el tiempo que tardan en desintegrarse la mitad de ese grupo de partículas. La semivida es 0,693 veces la vida media.
Si miramos una tabla de las partículas más conocidas y familiares (fotón, electrón muón tau, la serie de neutrinos, los mesones con sus piones, kaones, etc., y, los Hadrones bariones como el protón, neutrón, lambda, sigma, psi y omega, en la que nos expliquen sus propiedades de masa, carga, espín, vida media (en segundos) y sus principales maneras de desintegración, veríamos como difieren las unas de las otras.
Algunas partículas tienen una vida media mucho más larga que otras. De hecho, la vida media difiere enormemente. Un neutrón por ejemplo, vive 10¹³ veces más que una partícula Sigma⁺, y ésta tiene una vida 10⁹ veces más larga que la partícula sigma cero. Pero si uno se da cuenta de que la escala de tiempo “natural” para una partícula elemental (que es el tiempo que tarda su estado mecánico-cuántico, o función de ondas, en evolucionar u oscilar) es aproximadamente 10ˉ²⁴ segundos, se puede decir con seguridad que todas las partículas son bastantes estables. En la jerga profesional de los físicos dicen que son “partículas estables”.
¿Cómo se determina la vida media de una partícula? Las partículas de vida larga, tales como el neutrón y el muón, tienen que ser capturadas, preferiblemente en grandes cantidades, y después se mide electrónicamente su desintegración. Las partículas comprendidas entre 10ˉ¹⁰ y 10ˉ⁸ segundos solían registrarse con una cámara de burbujas, pero actualmente se utiliza con más frecuencia la cámara de chispas. Una partícula que se mueve a través de una cámara de burbujas deja un rastro de pequeñas burbujas que puede ser fotografiado. La Cámara de chispas contiene varios grupos de de un gran número de alambres finos entrecruzados entre los que se aplica un alto voltaje. Una partícula cargada que pasa cerca de los cables produce una serie de descargas (chispas) que son registradas electrónicamente. La ventaja de esta técnica respecto a la cámara de burbujas es que la señal se puede enviar directamente a una computadora que la registra de manera muy exacta.
Una partícula eléctricamente neutra nunca deja una traza directamente, pero si sufre algún tipo de interacción que involucre partículas cargadas (bien porque colisionen con un átomo en el detector o porque se desintegren en otras partículas), entonces desde luego que pueden ser registradas. Además, realmente se coloca el aparato entre los polos de un fuerte imán. Esto hace que la trayectoria de las partículas se curve y de aquí se puede medir la velocidad de las partículas. Sin embargo, como la curva también depende de la masa de la partícula, es conveniente a veces medir también la velocidad de una forma diferente.
Una colisión entre un protón y un antiprotón registrada mediante una cámara de chispas del experimento UA5 del CERN.
En un experimento de altas energías, la mayoría de las partículas no se mueven mucho más despacio que la velocidad de la luz. Durante su carta vida pueden llegar a viajar algunos centímetros y a partir de la longitud media de sus trazas se puede calcular su vida. Aunque las vidas comprendidas entre 10ˉ¹³ y 10ˉ²⁰ segundos son muy difíciles de medir directamente, se pueden determinar indirectamente midiendo las fuerzas por las que las partículas se pueden transformar en otras. Estas fuerzas son las responsables de la desintegración y, por lo tanto, conociéndolas se puede calcular la vida de las partículas, Así, con una pericia ilimitada los experimentadores han desarrollado todo un arsenal de técnicas para deducir hasta donde sea posible todas las propiedades de las partículas. En algunos de estos procedimientos ha sido extremadamente difícil alcanzar una precisión alta. Y, los datos y números que actualmente tenemos de cada una de las partículas conocidas, son los resultados acumulados durante muchísimos años de medidas experimentales y de esa manera, se puede presentar una información que, si se valorara en horas de trabajo y coste de los proyectos, alcanzaría un precio descomunal pero, esa era, la única manera de ir conociendo las propiedades de los pequeños componentes de la materia.
Que la mayoría de las partículas tenga una vida media de 10ˉ⁸ segundos significa que son ¡extremadamente estables! La función de onda interna oscila más de 10²² veces/segundo. Este es el “latido natural de su corazón” con el cual se compara su vida. Estas ondas cuánticas pueden oscilar 10ˉ⁸ x 10²², que es 1¹⁴ o 100.000.000.000.000 veces antes de desintegrarse de una u otra manera. Podemos decir con toda la seguridad que la interacción responsable de tal desintegración es extremadamente débil.
Se habla de ondas cuánticas y también, de ondas gravitacionales. Las primeras han sido localizadas y las segundas están siendo perseguidas.
Aunque la vida de un neutrón sea mucho más larga (en promedio un cuarto de hora), su desintegración también se puede atribuir a la interacción débil. A propósito, algunos núcleos atómicos radiactivos también se desintegran por interacción débil, pero pueden necesitar millones e incluso miles de millones de años para ello. Esta amplia variación de vidas medias se puede explicar considerando la cantidad de energía que se libera en la desintegración. La energía se almacena en las masas de las partículas según la bien conocida fórmula de Einstein E = Mc². Una desintegración sólo puede tener lugar si la masa total de todos los productos resultantes es menor que la masa de la partícula original. La diferencia entre ambas masas se invierte en energía de movimiento. Si la diferencia es grande, el proceso puede producirse muy rápidamente, pero a menudo la diferencia es tan pequeña que la desintegración puede durar minutos o incluso millones de años. Así, lo que determina la velocidad con la que las partículas se desintegran no es sólo la intensidad de la fuerza, sino también la cantidad de energía disponible.
Si no existiera la interacción débil, la mayoría de las partículas serían perfectamente estables. Sin embargo, la interacción por la que se desintegran las partículas π°, η y Σ° es la electromagnética. Se observará que estas partículas tienen una vida media mucho más corta, aparentemente, la interacción electromagnética es mucho más fuerte que la interacción débil.
Durante la década de 1950 y 1960 aparecieron tal enjambre de partículas que dio lugar a esa famosa anécdota de Fermi cuando dijo: “Si llego a adivinar esto me hubiera dedicado a la botánica.”
Si la vida de una partícula es tan corta como 10ˉ²³ segundos, el proceso de desintegración tiene un efecto en la energía necesaria para producir las partículas ante de que se desintegre. Para explicar esto, comparemos la partícula con un diapasón que vibra en un determinado modo. Si la “fuerza de fricción” que tiende a eliminar este modo de vibración es fuerte, ésta puede afectar a la forma en la que el diapasón oscila, porque la altura, o la frecuencia de oscilación, está peor definida. Para una partícula elemental, esta frecuencia corresponde a su energía. El diapasón resonará con menor precisión; se ensancha su curva de resonancia. Dado que para esas partículas extremadamente inestable se miden curvas parecidas, a medida se las denomina resonancias. Sus vidas medias se pueden deducir directamente de la forma de sus curvas de resonancia.
Bariones Delta. Un ejemplo típico de una resonancia es la delta (∆), de la cual hay cuatro especies ∆ˉ, ∆⁰, ∆⁺ y ∆⁺⁺(esta última tiene doble carga eléctrica). Las masas de las deltas son casi iguales 1.230 MeV. Se desintegran por la interacción fuerte en un protón o un neutrón y un pión.
Existen tanto resonancias mesónicas como bariónicas . Las resonancias deltas son bariónicas. Las resonancias deltas son bariónicas. (También están las resonancias mesónicas rho, P).
Las resonancias parecen ser solamente una especie de versión excitada de los Hadrones estable. Son réplicas que rotan más rápidamente de lo normal o que vibran de diferente manera. Análogamente a lo que sucede cuando golpeamos un gong, que emite sonido mientras pierde energía hasta que finalmente cesa de vibrar, una resonancia termina su existencia emitiendo piones, según se transforma en una forma más estable de materia.
Por ejemplo, la desintegración de una resonancia ∆ (delta) que se desintegra por una interacción fuerte en un protón o neutrón y un pión, por ejemplo:
∆⁺⁺→р + π⁺; ∆⁰→р + πˉ; o п+π⁰
En la desintegración de un neutrón, el exceso de energía-masa es sólo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un protón, un electrón y un neutrino. Un Núcleo radiactivo generalmente tiene mucha menos energía a su disposición.
El estudio de los componentes de la materia tiene una larga historia en su haber, y, muchos son los logros conseguidos y muchos más los que nos quedan por conseguir, ya que, nuestros conocimientos de la masa y de la energía (aunque nos parezca lo contrario), son aún bastante limitados, nos queda mucho por descubrir antes de que podamos decir que dominamos la materia y sabemos de todos sus componentes. Antes de que eso llegue, tendremos que conocer, en profundidad, el verdadero origen de la Luz que esconde muchos secretos que tendremos que desvelar.
Esperemos que con los futuros experimentos del LHC y de los grandes Aceleradores de partículas del futuro, se nos aclaren algo las cosas y podamos avanzar en el perfeccionamiento del Modelo Estándar de la Física de Partículas que, como todos sabemos es un Modelo incompleto que no contiene a todas las fuerzas de la Naturaleza y, cerca de una veintena de sus parámetros son aleatorios y no han sido explicados. Uno de ellos, el Bosón de Higgs, dicen que ha sido encontrado. Sin embargo, a mí particularmente me quedan muchas dudas al respecto.
emilio silvera