Jul
13
¡La Luna! Esa compañera inseparable
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~ Comments (0)
La Luna es nuestra compañera en el espacio, Viaja junto a nosotros alrededor del Sol y es el más próximo de todos los cuerpos astronómicos naturales. No es de extrañar que tendamos de manera instintiva a concederle importancia y a considerarla como algo nuestro. Desde tiempos inmomoriales, nuestros ancestros, le concedieron a la Luna unos poderes mágicos sobre cosechas, embarazos…y otras cuestiones como las mareas entre ellas.
Hsi y Ho, dos astrólogos de la antigua China, no tuvieron tanta suerte como Einstein (gracias a un eclipse de Sol, pudo ver confirmada su teoría de la relatividad General). Su ignorancia les costó la vida a ambos por no predecir el eclipse total de Sol que se produjo en el año 2137 a. C., lo que causó las iras del emperador Tshung-Kong, que ordenó ejecutarlos.
Está claro que la Luna, ese plateado espejo que refleja nuestro mundo por las noches, le ha brindado a la ciencia la oportunidad de descifrar numerosos enigmas cada vez que oculta al Sol durante un eclipse. Si se analiza en detalle la historia podría comprobarse que la Luna se ha convertido en una maravillosa herramienta para los Astrónomos, que han sacado tanto partido científico de ella como belleza han podido percibir sus afortunados observadores.
¿Quién no ha representado alguna vez esta bonita escena? Con un testigo tan especial, el momento se hace sublime. Siempre hemos tenido símbolos de la Naturaleza que nos han acompañado en nuestras diferentes actividades. Como por ejemplo, la estrella Polar para los antiguos marinos.
La Luna es el astro más observado. En la antigüedad y hasta mediados del siglo XX, los principales astrónomos y los principales Observatorios centraron en ella una gran parte de sus observaciones e investigaciones de primera línea. Bien es cierto que, al ser tan conocida, salvo algunos proyectos específicos, en la actualidad ha quedado un poco relegada y, la verdad es, que aún le quedan cosas por decir.
Hace más de 40 años que el mundo, asombrado, contempló esta imagen
Allá por al año 1969, el hombre puso sus pies sobre la superficie lunar y pareció culminar una etapa de las exploraciones y, así, prácticamente todo el mundo (pasados aquellos primeros momentos de excitación colectiva) empezó a olvidarse de ella. ¿Alguien podría pensar que quedara algo por descubrir en ese polvoriento satélite de apariencia inerte?
La respuesta llegó en 1996 gracias a la sonda Clementine de la NASA, cuyas fotografías dieron un inusitado vuelco a nuestra concepción lunar. La nave aportó pruebas de que en el cráter Aitkin, que se halla en el polo sur de la Luna, existe hielo. Esto es, que en el lugar más árido que se conoce del Sistema Solar hay agua. Aquello lo cambió todo y comenzaron a salir carpetas archivadas y llenas de polvo para retomar algunos proyectos olvidados.
Es verdaderamente sorprendente que, en la Luna, pueda haber agua. Tal hallazgo supone una buena baza para los futuros proyectos de la Base Lunar. No es despreciable la idea de poder en la Luna un Gran Complejo Espacial, con Base de lanzamientos de Naves hacia otros mundos con el enorme ahorro en el coste que eso supondría, o, Laboratorios que podrían investigar en el vacío del espacio, o, Telescopios libres de contaminación que, al igual que el Hubble pudiera llegar a todos los rincones del Universo pero, con menor mantenimiento y, el que necesitara sería más cómodo y menos costoso.
Entre los muchos enigmas que aún rodean a nuestra compañera Luna. De hecho, la Astronomía tiene pendiente allí otro de sus grandes enigmas, como es la naturaleza de los fenómenos transitorios lunares, que se denominan habitualmente con la abreviatura TLP, correspondiente a la desripción inglesa transient lunar phenomenon. Consite en repentinos cambios de brillo en la superficie o en llamaradas, y se cree que están causados fundamentalmente por erupciones internas que se producen de forma esporádica, en especial en algunos cráteres. No todos están de acuerdo con este dictamen pero, la verdad es que se han producido suficientes testimonios de TPL como para dudar de ello, y, aunque exista la Incertidumbre de la verdadera causa…Ahí están.
Luces misteriosas aparecen en algunos cráteres de la Luna de manera inexplicable y, han sido observados con cierta frecuencia pero nunca se ha podido dar una explicación científica a los mismos. Lo cierto es que, en la Luna como en otros cuerpos celestes que nos circundan, se producen extrañas transiciones que nos son desconocidas y de cuyos orígenes quisiéramos saber.
En el verano de 1178, varios monjes observaron desde la Catedral de Canterbury un espectáculo increíble: La Luna, que estaba en fase creciente, comenzó a arder en su borde, que escupió varias llamaradas y chispar enormes. Con toda probabilidad vieron las nubes igneas de polvo y roca desprendidas por el impacto de un gigantesco meteorito en la cara oculta, desde la que asomó el resplandor producido por la colisión.
Se ha sugerido que el impacto de 1178 formó el cráter Giordano Bruno, pero de lo que no cabe duda es de que la aparentemente mortecina quietud lunar se rompe de forma ocasional por suscesos como éste. Y, aunque el caso más famoso se ha centrado en aquellos monjes de la Catedral de Canterbury, la verdad es que, también encontramos entre los testigos a famosos astrónomos como el mismísimo Herschel, descubridor de Urano, que en 1783 creyó ver un repentino destello rojizo en el hemisferio no iluminado de la Luna. Los resplandores rojizos constituyen el aspecto más llamativo de la mayoría de las observaciones de este tipo de fenómenos.
Los sentidos nos pueden confundir pero, ¡cuándo el río suena!
Muchos son los que se han recogido sobre este tipo de fenómenos en la Luna, y, su diversidad y abundancia, nos lleva a pensar que, fenómenos hay, lo que hace falta es que despejémos las incognitas y podamos dar con los diversos orígenes de los mismos. El fogonazo del Cráter Alphonsus observado por Kozyrev en 1958 es uno de esos extraños fenómenos.
El artífice del espectáculo de las Leónidas es el cometa Temple- Tuttle, descubierto en 1865. La corriente de corpúsculos que este objeto celeste va dejando en el espacio al describir su órbita es atravesada todos los años por la Tierra en torno al 16-17 de noviembre, pero cada treinta y tres años el cometa se adentra en la partem interior del Sistema Solar y alcanza su perihelio, lo que da lugar a extraordinarias tormentas de “estrellas fugaces”, como las que se observaron en 1966 y 1999.
Merced a los escasos 384 000 Kilómetros de distancia que separan la Tierra de la Luna, puede considerarse que ambas viajan juntas por el espacio y, por tanto, atraviesan al mismo tiempo las corrientes meteóricas que dejan el Tempel-Tuttle y otros cometas. Era evidente que el mes de noviembre de 1999 se presentaba como una magnifica ocasión para analizar la incidencia de las Leónidas en la Luna, de esta forma, se han conseguido detectar, por primera vez los destellos luminosos causados por los impactos y fragmentos del Cometa sobre la superficie lunar. El Estudio fue realizado por: El Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Centro Hispano-Alemán de Calar Alto (Almería), en colaboración con la Universidad de Monterrey (México).
Muchos son los instrumentos con los que podemos contar para realizar toda clase de observaciones del cielo profundo, y, la Luna, al estar más cerca y casi a nuestro lado (384 000 Km de distancia en el espacio…es bien poca cosa), nos abre la posibilidad de conocerla mejor.
El papel desempeñado por las colisiones meteóricas en la evolución de la Tierra y la Luna no ha dejado de sorprender a los científicos desde hace tres décadas, pero la teória más fascinante es la que ha obtenido una mayoritaria aceptación relativamente reciente tras décadas de discusión: El origen de la Luna es la consecuencia de una de las mayores catátrofes cósmicas ocurridas en el Sistema Solar, al chocar contra la Tierra un planetoide de varios miles de kilómetros de diámetro. Esa colisión, se cree que se produjo hace unos 4.500 millones de años, poco después de la formación de nuestro planeta, y el planetoide intruso, mezclado con la enorme masa de materiales que arranco del manto terrestre a causa del impacto, acabó transformándose en la Luna con el paso del Tiempo. La coincidencia de la composición lunar con los materiales pesentes en las capas exteriores de la Tierra concuerda con esa teoría, que es la mejor asentada en la actualidad acerca del nacimiento de la Luna.
Con certeza no podemos saber si en realidad ocurrió así. Sin embargo, es lo cierto que de haber sucedido de esa manera, aquél drámatico Caos en la joven Tierra, nos proporcionó una bonita compañera de viaje que nos acompañó y fue testigo callado de todas esas Civilizaciones perdidas de la Antigüedad.
Es bien conocida la interacción gravitatoria que la Luna intercambia con la Tierra y los fenómenos mareales que esa fuerza produce, y, de la misma manera, se cree que otros fenómenos también son producto de la proximidad del satélite de la Tierra que, los Humanos, desde tiempo inmemoriales, ha utilizado para muchas de sus de su actividades de todo tipo, atribuyéndo a sus rayos de plata unos poderes que no siempre serían beneficiosos.
Escapar del planeta Tierra, es difícil, costoso y peligroso. Sin embargo, de la Luna sería barato y fácil
El diámetro de la Luna es de 3 476 Km y su masa de 7,348 x 1022 Kg, su volumen es un 0,12% del de la Tierra, y, su velocidad de escape es de 0,02 Km/s, mientras que conseguir que una nave escape de la fuerza de Gravedad terrestre, nos hace tener que vencerla mediante una velocidad de 11 Km/s, con lo cual, las ventajas de una Base lunar serían enormes.
Mucho más podríamos estar hablando sobre la Luna y sus enigmas. Muchos de los datos que aquí han sido reseñados se tomaron del libro de Vicente Aupi: Los Enigmas del Cosmos. Otros, han sido rescatados de la Biblioteca, sección del espacio, y, algunos…de mi archivo mental.
Un saludo amigos.
emilio silvera
Jul
12
¡La Tierra! ¡Qué lugar tan maravilloso!
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Naturaleza misteriosa ~ Comments (0)
En este lugar encontré una exposición de rincones de la Naturaleza que merecen la pena ser vistos y, ante ellos, nos podemos hacer una idea de la rica variedad que nos ofrece el mundo y, si pensamos en los miles de millones de mundos que en las galaxias son… ¿Qué no podríamos encontrar en ellos?
1) Salar de Uyuni (Bolivia), el mayor espejo del mundo.
Durante la temporada de lluvias, el mayor desierto de sal del mundo se convierte en el espejo más grande del mundo. El Salar nació cuando varios lagos prehistóricos se unieron en uno solo.
2) Montañas Tianzi (China), la montañas de la película “Avatar”.
Estas montañas son únicas. Son tan extrañas que se utilizaron en la película “Avatar” de James Cameron. Formadas bajo el agua hace 380 millones de años. La tierra se elevó como resultado de la actividad volcánica. Algunos de los pilares han llegado a más de 4.000 metros sobre el nivel del mar.
3) Centinelas del Ártico, Finlandia.
Estos “centinelas” son realmente gigantescos árboles cubiertos de nieve y hielo. Esta extraña imagen se produce en invierno, cuando las temperaturas oscilan desde -40 hasta -15 grados centígrados.
4) Cuevas Reed Flute (China).
Este sistema de cuevas de 240 metros de longitud se encuentran en Guilin, y son una de las atracciones más populares en China durante más de 1.200 años. Las hermosas estalactitas, estalagmitas y columnas fueron creadas por la erosión del agua. Se destacan por sus múltiples luces de colores que crean un ambiente verdaderamente surrealista.
5) Skaftafell, cueva de hielo, en Islandia.
Las cuevas de hielo son estructuras temporales que se forman en el borde de los glaciares cuando el agua derretida forma un agujero. El hielo formado tiene muy pocas burbujas de aire y absorbe toda la luz excepto el azul, que da a la cueva ese color único.
6) Cañón del Antílope, Arizona, en Estados Unidos.
Este cañón se formó hace millones de años. El agua forjó una profunda grieta muy estrecha. Las paredes parecen ser de diferentes colores.
7) Mar de Estrellas, Isla Vaadhoo, Maldivas
Puede parecer normal durante el día, pero por la noche, esta playa cobra vida. El brillo en el agua proviene de microbios marinos llamados fitoplancton. La galaxia que se dibuja en la arena es impresionante.
La Gran Fuente Prismática, Wyoming
La Gran Fuente Prismática, en Wyoming, es el lugar más grande de aguas termales en los Estados Unidos. Los colores vivos son el resultado de los microbios pigmentados que crecen alrededor de los bordes del agua rica en minerales.
9) Dead Vlei, Namibia
Estas fotografías parecen un cuadro… pero son reales. Son fotografías del “valle muerto”, donde los árboles mueren frente a un fondo con una de las dunas de arena más altas del mundo. El desierto se va acercando y matando cualquier tipo de vida.
10) Lago Baikal, Siberia.
El lago Baikal es el lago de agua dulce más grande y antiguo del mundo. En el invierno, el lago se congela pero el agua es tan clara que se puede ver 40 metros por debajo del hielo. En marzo, las heladas y el sol provocan grietas en la corteza de hielo y aparecen los fragmentos de hielo de color turquesa que vemos en la superficie.
11) Socotra, Yemen
Un tercio de la vida vegetal de la isla de Socotra no se encuentra en ningún otro lugar del planeta tierra. Una de las formas más extrañas es el árbol de sangre de dragón, que se asemeja a un paraguas.
12) Parque Geológico Zhangye Danxia, Gansu, China.
Estas formaciones rocosas de colores son el resultado de los minerales que se han depositado durante 24 millones de años. El viento y la lluvia tallan formas increíbles en la roca, formando pilares naturales, torres, barrancos, valles y cascadas.
13) Túnel del Amor, Klevan, Ucrania
Este túnel se formó durante muchos años gracias a que los trenes hacían tres veces el mismo trayecto en un día y moldeaban los árboles circundantes. Ahora está abandonado y es un lugar romántico para una tarde de paseo.
14) Cuevas de Waitomo Glowworm (Nueva Zelanda)
Miles de diminutas luciérnagas cuelgan en el techo de esta gruta e irradian una luz luminiscente, creando una escena sacada de una película de ciencia ficción.
15) Las terrazas de arroz de Yuanyang, en China
Las técnicas de cultivo del condado de Yuanyang han creado un paisaje que es realmente sorprendente.
16) Lago Hillier, Australia
El color rosa de este lago es el resultado de un colorante creado por las algas y bacterias que hay en el agua. A pesar de la tonalidad extraña, el lago no parece tener efectos adversos en los seres humanos o la vida silvestre local.
17) La cascada blanca de Pamukkale, Turquía
Durante millones de años, las aguas termales de Pamukkale han transformado el paisaje. Aunque puede parecer que estas terrazas están hechos de hielo y nieve, Turquía tiene un clima cálido todo el año. El suelo está recubierto sólo de piedra caliza blanca.
18) Caño Cristales, Colombia.
Debido al extenso hábitat de fauna y flora, este río tiene una gran variedad de colores: amarillo, verde, azul, negro y rojo. Las rocas tienen alrededor de 1,2 mil millones de años, y los que lo visitan lo llaman el río más hermoso del mundo.
19) La Catedral de Mármol, en Chile
Formadas por miles de años gracias a las olas que chocan contra el carbonato de calcio. Estas cuevas tienen paredes lisas arremolinadas que reflejan las aguas azules del lago.
20) Calzada del Gigante, Irlanda del Norte
Hace unos 55 millones años, la intensa actividad volcánica de la zona formó una meseta de lava. Con el tiempo, la lava se enfrío y se fracturó creando columnas que son tan perfectas que casi parecen artificiales.
21) Géiser Fly, Nevada
Géiser Fly fue creado accidentalmente cuando se perforó un pozo. Los minerales y algas comenzaron a subir desde el géiser y se acumularon formando un montículo extraño.
22) Cascada bajo el agua, en Mauricio
Unas corrientes marinas muy fuertes empujan los sedimentos y la arena hacia abajo, creando esta cascada submarina.
23) Monte Roraima, Venezuela
Es uno de los montes más antiguos de la Tierra. Se remonta a dos mil millones años, cuando la tierra se levantó por encima del suelo por la actividad tectónica. Los lados de la montaña son escarpados acantilados verticales con varias cascadas. Es casi imposible de escalar.
24) Aogashima, Japón
Aogashima es una isla volcánica situada a 200 kilómetros de la costa de Tokio.
25) La cueva de Fingal, Escocia
Al igual que la Calzada del Gigante, esta cueva fue formada por el enfriamiento de la lava y su fracturación durante millones de años.
26) Río bajo el agua, Cenote Angelita, México
Debajo de las aguas del Cenote Angelita fluye un río lleno de sulfato de hidrógeno, que es mucho más pesado que el agua del río.
27) Mina de Naica, México
Esta mina de plata está recubierta de cristales enormes.
28) Playa Escondida, Islas Marietas, México
Esta magnífica playa escondida fue creada por una explosión militar en 1900. Sólo se puede acceder nadando a través de un túnel.
29) Lago Natron, Tanzania
Este lago tiene una forma única de alto contenido en sal. Los microorganismos amantes de la sal se desarrollan y producen un pigmento rojo que colorea el agua. Para otros animales, la sal es mortal: se calcifican y muchos acaban “convirtiéndose en piedra” después de entrar en contacto con el agua.
30) Estructura de Richat, Mauritania (El Ojo de África)
Se encuentra en medio del desierto del Sáhara. Es un lugar profundamente erosionado y tiene más de 24 kilómetros de diámetro. La formación natural es tan impresionante que, desde hace mucho tiempo, los científicos creían que era el sitio de un impacto de un asteroide.
31) Tierras Altas de Islandia
Las tierras altas de Islandia tienen algunos de los lugares naturales más magníficos del hemisferio norte. Glaciares alucinantes, cráteres, lagos y géiseres… pero cuando cae la noche, la zona se convierte en uno de los mejores lugares para presenciar la aurora boreal.
32) Parque nacional de los Lagos de Plitvice, Croacia
El Parque Nacional de Plitvice es el más grande de su tipo en Croacia y el más antiguo en el sudeste de Europa. Tiene hermosos lagos, cuevas y cascadas.
33) La Catedral de Sal, en Colombia.
Este lugar fue excavado por los mineros de sal. Un arquitecto reconvirtió ese lugar en una catedral para que los lugareños pudieran orar por tan sacrificados hombres.
34) Río Tinto, en España.
Es un río de color rojo debido a la interacción entre los metales pesados de la zona y unas bacteria existentes en río. El río tiene un alto contenido en azufre por lo que es muy interesante que puedan vivir dichas bacterias.
35) Lagunas de Cañada del Hoyo, Cuenca, España.
Son en total siete lagunas repartidas en una extensión no muy grande. Lo curioso de estas siete lagunas es que todas tienen un color diferente debido a los micro-organismos que viven en ellas y depende de cómo les de la luz.
Finaliza con una recomedanción: “Comparte estas fotos surrealistas con la gente que te encantaría viajar.”
Después de este viaje por rincones de nuestro mundo sorprendente, nos podemos preguntar, y, teniendo todo esto y mucho más, ¿qué sentido tiene querer ir a otros mundos en los que no sabemos que podemos encontrar? A pesar de esta reflexión de sensatez, no cejaremos en el empeño de visitar otros lugares fuera de este nuestro… ¡El más hermoso!
Publica emilio silvera
PD.
¿Habrá algún planeta más bello que la Tierra?
Si lo hay… ¡No lo conocemos!
Jul
11
Es sorprendente, como funciona la Naturaleza
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Descubrir y aprender ~ Comments (0)
En cualquier galaxia pueden existir más de cien mil millones de estrellas
El Universo (al menos el nuestro), nos ofrece algo más, mucho más que grandes espacios vacíos, oscuros y fríos. En él podemos ver muchos lugares luminosos llenos de estrellas, de mundos y… muy probablemente de vida. Sin embargo, tenemos la sospecha de que, aparte del nuestro, otros universos podrían rondar por ahí y conformar un todo de múltiples Universos de caracterísiticas diversas y no en todos, serían posible la formación de estrellas y como consecuencia de la Vida.
Cuando me sumerjo en los misterios y maravillas que encierra el Universo, no puedo dejar de sorprenderme por sus complejas y bellas formaciones, la inmensidad, la diversidad, las fuerzas que están presentes, los objetos que lo pueblan, la sorprendente presencia de formas de vida y su variedad, y, sobre todo, que esa materia animada pudiera llegar hasta la consciencia, emitir ideas y pensamientos.
¿Qué “escalera” habrá que subir para llegar a ese otro universo?
Como nunca nadie pudo estar en otro Universo, tenemos que imaginarlos y basados en la realidad del nuestro, hacemos conjeturas y comparaciones con otros que podrìan ser. ¿Quién puede asegurar que nuestro Universo es único? Realmente nadie puede afirmar tal cosa e incluso, estando limitados a un mundo de cuatro dimendiones espacio-temporales, no contamos con las condiciones físico-tecnológicas necesarias para poder captar (si es que lo hay), ese otro universo paralelo o simbiótico que presentimos junto al nuestro y que sospechamos que está situado mucho m´sas allá de nuestro alcance. Sin embnargo, podríamos conjeturar que, ambos universos, se necesitan mutuamente, el uno sin el otro no podría existir y, de esa manera, estaríamos en un universo dual dentro de la paradoja de no poder conocernos mutuamente, al menos de momento, al carecer de los conocimientos necesarios para construir esa tecnología futurista que nos llevaría a esos otros horizontes.
¿Quién sabe lo que en otros mundos podremos encontrar?
¡Oh mundo de muchos mundos!
¡Oh vida de vidas!
¿Cuál es tu centro?
¿Dónde estamos nosotros?
¿Habrá algo más de lo que vemos?
¿Debemos prestar atención a las voces que oímos en nuestras mentes?
¿Cómo pudimos llegar a saber de lo muy pequeño y de lo muy grande?
Pensemos por ejemplo que un átomo tiene aproximadamente 10-8 centímetros de diámetros. En los sólidos y líquidos ordinarios los átomos están muy juntos, casi en contacto mutuo. La densidad de los sólidos y líquidos ordinarios depende por tanto del tamaño exacto de los átomos, del grado de empaquetamiento y del peso de los distintos átomos.
De los sólidos ordinarios, el menos denso es el hidrógeno solidificado, con una densidad de 0’076 gramos por cm3. El más denso es un metal raro, el osmio, con una densidad de 22’48 gramos/cm3.
Si los átomos fuesen bolas macizas e incompresibles, el osmio sería el material más denso posible, y un centímetro cúbico de materia jamás podría pesar ni un kilogramo, y mucho menos toneladas.
Pero los átomos no son macizos. El físico neozelandés experimentador por excelencia, Ernest Ruthertord, demostró en 1.909 que los átomos eran en su mayor parte espacio vacío. La corteza exterior de los átomos contiene sólo electrones ligerísimos, mientras que el 99’9% de la masa del átomo está concentrada en una estructura diminuta situada en el centro: el núcleo atómico.
El núcleo atómico tiene un diámetro de unos 10-15 cm (aproximadamente 1/100.000 del propio átomo). Si los átomos de una esfera de materia se pudieran estrujar hasta el punto de desplazar todos los electrones y dejar a los núcleos atómicos en contacto mutuo, el diámetro de la esfera disminuiría hasta un nivel de 1/100.000 de su tamaño original.
De manera análoga, si se pudiera comprimir la Tierra hasta dejarla reducida a un balón de núcleos atómicos, toda su materia quedaría reducida a una esfera de unos 130 metros de diámetro. En esas mismas condiciones, el Sol mediría 13’7 km de diámetro en lugar de los 1.392.530 km que realmente mide. Y si pudiéramos convertir toda la materia conocida del universo en núcleos atómicos en contacto, obtendríamos una esfera de sólo algunos cientos de miles de km de diámetro, que cabría cómodamente dentro del cinturón de asteroides del Sistema Solar.
Si la estrella tiene la masa del Sol “muere” para convertirse en una nebulosa planetaria y en una enana blanca. Si la estrella que agota su combustible nuclear de fusión es más masiva en varias masas solares, el resultado es el de una Estrella de Neutrones, y, si es súpermasiva, será un agujero negro su destino final.
El calor y la presión que reinan en el centro de las estrellas rompen la estructura atómica y permiten que los núcleos atómicos empiecen a empaquetarse unos junto a otros. Las densidades en el centro del Sol son mucho más altas que la del osmio, pero como los núcleos atómicos se mueven de un lado a otros sin impedimento alguno, el material sigue siendo un gas. Hay estrellas que se componen casi por entero de tales átomos destrozados. La compañera de la estrella Sirio es una “enana blanca” no mayor que el planeta Urano, y sin embargo tiene una masa parecida a la del Sol.
Los núcleos atómicos se componen de protones y neutrones. Ya hemos dicho antes que todos los protones tienen carga eléctrica positiva y se repelen entre sí, de modo que en un lugar dado no se pueden reunir más de un centenar de ellos. Los neutrones, por el contrario, no tienen carga eléctrica y en condiciones adecuadas pueden estar juntos y empaquetados un enorme número de ellos para formar una “estrella de neutrones”. Los púlsares, según se cree, son estrellas de neutrones en rápida rotación.
Estas estrellas se forman cuando las estrellas de 2 – 3 masas solares, agotado el combustible nuclear, no pueden continuar fusionando el hidrógeno en helio, el helio en carbono, el carbono en oxígeno, etc, y explotan en supernovas. Las capas exteriores se volatilizan y son expulsados al espacio; el resto de la estrella (su mayor parte), al quedar a merced de la fuerza gravitatoria, es literalmente aplastada bajo su propio peso hasta tal punto que los electrones se funden con los protones y se forman neutrones que se comprimen de manera increíble hasta que se degeneran y emiten una fuerza que contrarresta la gravedad, quedándose estabilizada como estrella de neutrones.
Si el Sol se convirtiera en una estrella de neutrones, toda su masa quedaría concentrada en una pelota cuyo diámetro sería de 1/100.000 del actual, y su volumen (1/100.000)3, o lo que es lo mismo 1/1.000.000.000.000.000 (una milmillonésima) del actual. Su densidad sería, por tanto, 1.000.000.000.000.000 (mil billones) de veces superior a la que tiene ahora.
Nuestro Sol es la estrella más estudiada en nuestro mundo
La densidad global del Sol hoy día es de 1’4 gramos/cm3. Una estrella de neutrones a partir del Sol tendría una densidad que se reflejaría mediante 1.400.000.000.000.000 gramos por cm3. Es decir, un centímetro cúbico de una estrella de neutrones puede llegar a pesar 1.400.000.000 (mil cuatrocientos millones de toneladas). ¡Qué barbaridad! Sin embargo, en el contexto del Universo eso no supone nada si pensamos en su inmensidad. Si eso es así (que lo es), ¿qué somos nosotros comparados con toda esa grandeza? Bueno, si dejamos aparte el tamaño, creo que somos la parte del universo que piensa, o, al menos, una de las partes que puede hacerlo.
Ahí se producen las transiciones de fase que transmutan la materia sencilla en la compleja
Objetos como estos pueblan el universo, e incluso más sorprendentes todavía, como es el caso de los agujeros negros explicado en páginas anteriores de este mismo trabajo. Cuando hablamos de las cosas del universo estamos hablando de cosas muy grandes. Cualquiera se podría preguntar, por ejemplo: ¿hasta cuándo podrá mantener el Sol la vida en la Tierra? Está claro que podrá hacerlo mientras radie energía y nos envie luz y calor que la haga posible tal como la conocemos.
Como ya explicamos antes, la radiación del Sol proviene de la fusión del hidrógeno en helio. Para producir la radiación vertida por el sol se necesita una cantidad ingente de fusión: cada segundo tienen que fusionarse 4.654.600.000 toneladas de hidrógeno en 4.650.000.000 toneladas de helio (las 4.600 toneladas restantes se convierten en energía de radiación y las pierde el Sol para siempre. La ínfima porción de esta energía que incide sobre la Tierra basta para mantener toda la vida en nuestro planeta).
Nadie diría que con este consumo tan alto de hidrógeno por segundo, el Sol pudiera durar mucho tiempo, pero es que ese cálculo no tiene encuenta el enorme tamaño del Sol. Su masa totaliza 2.200.000.000.000.000. 000.000.000.000 (más de dos mil cuatrillones) de toneladas. Un 53% de esta masa es hidrógeno, lo cual significa que el Sol contiene en la actualidad una cantidad de 1.166.000.000.000.000.000.0000.0000.000 toneladas.
Para completar datos diré que el resto de la masa del Sol es casi todo helio. Menos del 0’1 por 100 de su masa está constituido por átomos más complicados que el helio. El helio es más compacto que el hidrógeno. En condiciones idénticas, un número dado de átomos de helio tiene una masa cuatro veces mayor el mismo número de átomos de hidrógeno. O dicho de otra manera: una masa dada de helio ocupa menos espacio que la misma masa de hidrógeno. En función del volumen – el espacio ocupado -, el Sol es hidrógeno en un 80 por ciento.
Si suponemos que el Sol fue en origen todo hidrógeno, que siempre ha convertido hidrógeno en helio al ritmo dicho de 4.654.000 toneladas por segundo y que lo seguirá haciendo hasta el final, se calcula que ha estado radiando desde hace unos 4.000 millones de años y que seguirá haciéndolo durante otros cinco mil millones de años más.
Pero las cosas no son tan simples. El Sol es una estrella de segunda generación, constituida a partir de gas y polvo cósmico desperdigado por estrellas que se habían quemado y explotado miles de millones de años atrás. Así pues, la materia prima del Sol contenía ya mucho helio desde el principio, lo que nos lleva a pensar que el final puede estar algo más cercano.
Por otra parte, el Sol no continuará radiando exactamente al mismo ritmo que ahora. El hidrógeno y el helio no están perfectamente entremezclados. El helio está concentrado en el núcleo central y la reacción de fusión se produce en la superficie del núcleo.
A medida que el Sol siga radiando, irá adquiriendo una masa cada vez mayor ese núcleo de helio y la temperatura en el centro aumentará. En última instancia, la temperatura sube lo suficiente como para transformar los átomos de helio en átomos más complicados. Hasta entonces el Sol radiará más o menos como ahora, pero una vez que comience la fusión del helio, empezará a expandirse y a convertirse poco a poco en una gigante roja. El calor se hará insoportable en la Tierra, los océanos se evaporarán y el planeta dejará de albergar vida en la forma que la conocemos.
La esfera del Sol, antes de explotar para convertirse en una enana blanca, aumentará engullendo a Mercurio y a Venus y quedará cerca del planeta Tierra, que para entonces será un planeta yermo.
Los astrónomos estiman que el Sol entrará en esta nueva fase en unos 5 ó 6 mil millones de años. Así que el tiempo que nos queda por delante es como para no alarmarse todavía. Sin embargo, el no pensar en ello… no parece conveniente.
Espero que al lector de este trabajo, encargado por la Asociación Cultural “Amigos de la Física 137, e/hc”, les esté entreteniendo y sobre todo interesando los temas que aquí hemos tratado, siempre con las miras puestas en difundir el conocimiento científico de temas de la naturaleza como la astronomía y la física. Tratamos de elegir temas de interés y aquellos que han llamado la atención del público en general, explicándolos y respondiendo a preguntas que seguramente les gustaría conocer, tales como: ¿por qué la Luna muestra siempre la misma cara hacia la Tierra?
La atracción gravitatoria de la Luna sobre la Tierra hace subir el nivel de los océanos a ambos lados de nuestro planeta y crea así dos abultamientos. A medida que la Tierra gira de oeste a este, estos dos bultos – de los cuales uno mira hacia la Luna y el otro en dirección contraria – se desplazan de este a oeste alrededor de la Tierra.
Al efectuar este desplazamiento, los dos bultos rozan contra el fondo de los mares poco profundos, como el de Bering o el de Irlanda. Tal rozamiento convierte energía de rotación en calor, y este consumo de la energía de rotación terrestre hace que el movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje vaya disminuyendo poco a poco. Las mareas actúan como freno sobre la rotación de la Tierra, y como consecuencia de ello, los días terrestres se van alargando un segundo cada mil años.
Pero no es sólo el agua del océano lo que sube de nivel en respuesta a la gravedad lunar. La corteza sólida de la Tierra también acusa el efecto, aunque en medida menos notable. El resultado son dos pequeños abultamientos rocosos que van girando alrededor de la Tierra, el uno mirando hacia la Luna y el otro en la cara opuesta de nuestro planeta. Durante ese desplazamiento, el rozamiento de una capa rocosa contra otra va minando también la energía de rotación terrestre. (Los bultos, claro está, no se mueven físicamente alrededor del planeta, sino que a medida que el planeta gira, remiten en un lugar y se forman en otro, según qué porciones de la superficie pasen por debajo de la Luna y sean atraídas por su fuerza de gravedad).
La Luna no tiene mares ni mareas en el sentido corriente. Sin embargo, la corteza sólida de la luna acusa la fuerte atracción gravitacional de la Tierra, y no hay que olvidar que ésta es 80 veces más grande que la Luna. El abultamiento provocado en la superficie lunar es mucho mayor que el de la superficie terrestre. Por tanto, si la Luna rotase en un periodo de 24 horas, estaría sometida a un rozamiento muchísimo mayor que la Tierra. Además, como nuestro satélite tiene una masa mucho menor que la Tierra, su energía total de rotación sería, ya de entrada, para periodos de rotación iguales, mucho menor.
Luna roja sobre el Templo de Poseidon
Así pues, la Luna, con una reserva inicial de energía muy pequeña, socavada rápidamente por los grandes bultos provocados por la Tierra, tuvo que sufrir una disminución relativamente rápida de su periodo de rotación. Hace seguramente muchos millones de años debió de decelerarse hasta el punto de que el día lunar se igualó con el mes lunar. De ahí en adelante, la Luna siempre mostraría la misma cara hacia el planeta Tierra.
Siempre nos muestra la misma cara
Esto, a su vez, congela los abultamientos en una aposición fija. Unos de ellos miran hacia la Tierra desde el centro mismo de la cara lunar que nosotros vemos, mientras que el otro está apuntando en dirección contraria desde el centro mismo de la cara lunar que no podemos ver. Puesto que las dos caras no cambian de posición a medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, los bultos no experimentan ningún nuevo cambio ni tampoco se produce rozamiento alguno que altere el periodo de rotación del satélite. La luna continuará mostrándonos la misma cara indefinidamente; lo cual, como veis, no es ninguna coincidencia, sino la consecuencia inevitable de la gravitación y del rozamiento. La Luna es un caso relativamente simple. En ciertas condiciones, el rozamiento debido a las mareas puede dar lugar a condiciones de estabilidad más complicadas.
Durante unos ochenta años, por ejemplo, se pensó que Mercurio (el planeta más cercan al Sol y el más afectado por la fuerza gravitatoria solar) ofrecía siempre la misma cara al Sol, por el mismo motivo que la Luna ofrece siempre la misma cara a la Tierra. Pero se ha comprobado que, en el caso de este planeta, los efectos del rozamiento producen un periodo estable de rotación de 58 días, que es justamente dos tercios de los 88 días que constituyen el período de revolución de Mercurio alrededor del Sol.
Hay tantas cosas que aprender que el corto tiempo que se nos permite estar aquí es totalmente insuficiente para conocer todo lo que nos gustaría. ¿Hay algo más penoso que la ignorancia? ¿Hay algo más excitante que el descubrir y saber?
emilio silvera
Jul
11
¿La Conservación de la Energía? No siempre es así
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física ~ Comments (0)
En un universo en expansión, la energía no se conserva
La matemática Emmy Noether demostró, a principios del siglo XX, que la conservación de la energía solo se cumple si las leyes de la Física que empleamos son independientes del tiempo
Fräulein Noether fue el genio matemático más creativo e importante desde que comenzó la educación superior de las mujeres. WIKIPEDIA
Invierno de 1915, Göttingen (Alemania), la Primera Gran Guerra asola Europa, arrasando ciudades, cortando centenarias rutas de suministros y generando un odio inconcebible hasta el momento. Entre todo el caos y destrucción imperante, alguien permanece ajeno a la situación que le rodea. Su mente divaga en torno a las extrañas ecuaciones garabateadas sobre un sinfín de papeles dispersos. Emmy Noether, sentada ante su escritorio de roble, se frota los ojos, atónita ante su reciente descubrimiento. Los últimos meses los ha dedicado de manera incansable a desarrollar el simple y elegante resultado que tiene ante sí.
La respuesta ante luz incidente polarizada de los dos estados superconductores es diferente si se viola la simetría de inversión temporal.
Ella acaba de demostrar que, si existe una simetría en las leyes físicas que gobiernan un determinado sistema, hay una cantidad que se conserva. No se trata de una conclusión irrelevante, y ella es consciente de ello. Físicos, químicos e ingenieros hacen uso diariamente de cantidades conservadas para realizar cualquiera de sus cálculos. Por ejemplo, para determinar si un proyectil alcanzará a un enemigo situado a una cierta distancia, solo es necesario calcular la energía liberada por la pólvora en combustión. Esta energía se transferirá al proyectil y, usando las ecuaciones de Newton, es posible calcular exactamente si la bala alcanzará el objetivo. Noether acababa de demostrar por tanto que, para saber si se conservará la energía de un sistema (como el sistema pólvora-bala), tan solo es necesario atender a la simetría de las ecuaciones que describen dicho sistema. En concreto, la conservación de la energía solo necesita de la simetría temporal de las ecuaciones, es decir, que éstas se cumplan tanto ahora como dentro de 1.000 años u otros tantos años atrás.
La uniformidad del tiempo
Noether demostró que, para saber si se conservará la energía de un sistema, tan solo es necesario atender a la simetría de las ecuaciones que describen dicho sistema.
Prácticamente en ese mismo momento, solo tres años mayor que ella, un treintañero llamado Albert Einstein repasaba asombrado las ecuaciones maestras de su teoría de la Relatividad General. Sorprende comprobar cómo en los momentos más oscuros de la humanidad afloran las mentes más brillantes. Cimentaba así una nueva forma de mirar al Universo, insólita hasta entonces, ya que el espacio y el tiempo se entrelazaban de manera inseparable con la materia, poniendo punto final a las inconsistencias que habían comenzado a aparecer en la física desarrollada durante el último siglo. Consecuencia de su abstracta teoría son fenómenos tan sorprendentes como el de la expansión del Universo (obtenida gracias a Lemaître, Friedmann, Robertson y Walker), que predice que el propio espacio se estira como un globo hinchándose, provocando que las galaxias se alejen unas de otras, algo que se observaría con precisión en 1922.
Muchos años después, los científicos serían capaces de fusionar ambas teorías, proponiendo un resultado que muchos de nosotros aún tratamos de comprender y de explorar. Si el Universo se expande, las ecuaciones que lo controlan pierden su simetría temporal, ya que las distancias entre objetos aumentan en el tiempo y nos veríamos obligados a reescalarlas. De una manera directa, podemos concluir que la energía en el universo NO se conserva. Debemos por tanto despedirnos de esa frase que tantas veces nos repitieron desde niños: “La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma”. Demos la bienvenida a una nueva versión de la misma: “La energía se crea y se destruye y, a veces, se conserva”.
Sorprende comprobar cómo en los momentos más oscuros de la humanidad afloran las mentes más brillantes
No obstante, esta última afirmación la tenemos que repetir con cautela, ya que lo técnicamente correcto es decir que la energía de la materia del Universo no se conserva. Esto es debido a que en el Universo no hay únicamente materia, sino materia y espacio-tiempo. Las ecuaciones de Einstein contienen otras simetrías que conllevan conservaciones de cantidades que se parecen a la energía, pero contienen términos extra. Estos términos pueden asociarse a la energía propia del espacio-tiempo, pero dista de proporcionar una interpretación clara, ya que conduce a preguntas que no somos capaces de contestar aún, tales como: ¿cómo medimos esta energía? ¿de qué tipo es? ¿podemos usarla para, por ejemplo, viajes espaciales?
Mayo, 1935. Estados Unidos. Albores de la Segunda Guerra Mundial, Emmy Noether muere tras ser expulsada en 1933 de su puesto de trabajo en la Universidad de Göttingen y obligada a abandonar el país por un nazismo que no veía con buenos ojos su ascendencia judía. Albert Einstein, temiendo que la muerte de la mejor matemática del siglo XX pasara inadvertida para el mundo, escribe las siguientes palabras en el New York Times:
La energía se crea y se destruye y, a veces, se conserva”
“[…] En el transcurso de los últimos días, la distinguida matemática Emmy Noether, anteriormente de la Universidad de Göttingen y durante los dos últimos años vinculada a la Universidad de Bryn Mawr, ha fallecido a los 53 años. A juicio de los matemáticos vivos más competentes, Fräulein Noether fue el genio matemático más creativo e importante desde que comenzó la educación superior de las mujeres. En el campo del álgebra […] descubrió métodos de enorme relevancia para el desarrollo de actuales generaciones de matemáticos más jóvenes. La Matemática pura es, a su modo, la poesía de las ideas lógicas. Uno busca las ideas más generales con las que formar de una manera simple, lógica y unificada, el círculo más grande posible de las relaciones formales. En este esfuerzo hacia la belleza lógica, se descubren fórmulas espirituales necesarias para una penetración más profunda en las leyes de la Naturaleza.[…]”
Fuente: El Pais.
Marcos Pellejero Ibáñez es estudiante de doctorado en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Se licenció en la Universidad de Zaragoza y ha estudiado posteriormente en el Imperial College de Londres teorías alternativas al modelo estándar cosmológico. El tema de su tesis es la estructura de las más grandes escalas cósmicas.
Rafael Tapia Rojo es investigador postdoctoral en la Universidad de Columbia, NYC. Se licenció y doctoró en la Universidad de Zaragoza, estudiando métodos de energía libre para comprender modelos de biomoléculas. Actualmente trabaja en el estudio de las propiedades mecánicas de proteínas con técnicas de molécula individual y paisajes de energía libre.
Jul
11
La Tierra, en el preludio de su sexta extinción masiva
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Extinciones ~ Comments (0)
Un estudio muestra cómo el impacto humano está provocando un drástico descenso de las poblaciones de especies animales en todo el planeta
La tala de bosques tropicales ha contribuido a la disminución de la población en muchos animales, incluido el gibón de Borneo – Gerardo Ceballos
Hace un par de años, un amplio grupo de investigadores de universidades e instituciones científicas de distintos países advertía en la prestigiosa revista Science de que la Tierra ha entrado en una era de extinción masiva sin precedentes desde que los dinosaurios desaparecieron hace unos 66 millones de años, cuando un gran meteorito golpeó lo que hoy es la península del Yucatán en México. Pero esta vez, la sexta en toda la historia del planeta, es el ser humano el que está provocando la gran destrucción. Según la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN), el fantasma de la extinción se aparece al 41% de todas las especies de anfibios y al 26% de todos los mamíferos debido a la pérdida de hábitat, la sobreexplotación, los organismos invasivos, la contaminación y el cambio climático.
Dos especies de vertebrados se extinguen cada año como promedio, pero nadie se pone de luto porque el cachorrito enano de Potosí ya no se encuentre en la naturaleza. Investigadores de la Universidad de Stanford en EE.UU. y la Nacional Autónoma de México creen que mucha gente no se da cuenta de la amenaza que supone la pérdida de biodiversidad porque no afecta directamente a sus vidas o creen que no es para tanto. Por ese motivo, han publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) un estudio que mira más allá de las extinciones puntuales de especies para proporcionar una imagen clara de cuáles son las poblaciones animales que descienden en todo el mundo. Y la conclusiones son aterradoras.
«Es una aniquilación biológica que ocurre a nivel mundial, aunque las especies a las que pertenecen estas poblaciones todavía están presentes en algún lugar de la Tierra», dice Rodolfo Dirzo, profesor de biología en Stanford y coautor del estudio.
Los investigadores recogieron datos de 27.600 especies de aves, anfibios, mamíferos y reptiles -una muestra que representa casi la mitad de las especies de vertebrados terrestres conocidas- y de 177 mamíferos bien estudiados entre 1990 y 2015.
El estudio encontró que más del 30% de las especies de vertebrados está disminuyendo en tamaño de población y rango geográfico. De entre los mamíferos, todos han perdido el 30% o más de sus hábitats y casi la mitad ha perdido más del 80%. Las regiones tropicales han tenido el mayor número de especies decrecientes, mientras que las regiones templadas han visto proporciones similares o mayores. Los mamíferos del sur y sudeste de Asia, donde todas las especies grandes de mamíferos analizados han perdido más del 80% de sus rangos geográficos, han sido especialmente afectados.
Los mapas del estudio sugieren que hasta el 50% del número de animales que una vez compartieron la Tierra han desaparecido, al igual que miles de millones de poblaciones de animales. Esto equivale a «una erosión masiva de la mayor diversidad biológica en la historia de la Tierra», escriben los autores.
«La pérdida masiva de poblaciones y especies refleja nuestra falta de empatía con todas las especies silvestres que han sido nuestros compañeros desde nuestros orígenes», dice el autor principal del estudio, Gerardo Ceballos, de la Universidad Nacional Autónoma de México. «Es un preludio a la desaparición de muchas más especies y al declive de los sistemas naturales que hacen posible la civilización».
Superpoblación humana y consumo excesivo
¿Por qué es importante la pérdida de poblaciones y de diversidad biológica? Aparte de ser lo que los científicos llaman un preludio a la extinción de especies, «las pérdidas nos roban servicios cruciales como la polinización de las abejas, el control de plagas y la purificación de los humedales», explican los investigadores. «También perdemos intrincadas redes ecológicas que involucran animales, plantas y microorganismos, lo que conduce a ecosistemas menos resistentes y lagunas de información genética que pueden resultar vitales para la supervivencia de las especies en un entorno mundial que cambia rápidamente».
Muchos son los factores que nos empujan hacia un final poco halagüeño
«Tristemente, nuestros descendientes también tendrán que prescindir de los placeres estéticos y las fuentes de imaginación proporcionados por nuestros únicos homólogos vivos conocidos en el universo», dice Paul Ehrlich, de Stanford.
Mientras tanto, continúan los autores, el alcance general de las pérdidas de población deja claro que el mundo no puede esperar para abordar el daño a la biodiversidad. Por ese motivo, piden restricciones sobre los impulsores básicos de la extinción -la superpoblación humana y el consumo excesivo- y desafían a la sociedad a alejarse de «la ficción de que el crecimiento perpetuo puede ocurrir en un planeta finito».