Éste es el desastre que queda cuando explota una estrella.

“La nebulosa del Cangrejo es tan energética que brilla en todos los tipos de luz conocidos. Arriba mostramos imágenes de la nebulosa del Cangrejo desde la banda de luz visible hasta la de rayos X. NUV significa luz del “ultravioletacercano” (near ultraviolet), FUV significa luz del “ultravioleta lejano” (far ultraviolet) y VIS significa luz visible.

En el centro de la nebulosa del Cangrejo reside el potente pulsar del Cangrejo: una estrella de neutrones rotante con una masa comparable a la de nuestro Sol, pero con un diámetro similar al de una ciudad pequeña. El pulsar expulsa partículas y radiación en un chorro que barre la Tierra 30 veces por segundo.

La supernova que creó la nebulosa del Cangrejo fue vista por los antiguos astrónomos chinos y posiblemente incluso por los indios Anasazi (en 1054 d.C.), refulgiendo quizá durante una semana tan brillante como la luna llena.

El Cangrejo sigue presentando misterios en la actualidad, ¡ya que la masa total de la nebulosa y el pulsar parecer ser mucho menor que la masa de la estrella original pre-supernova!” (traducción de Observatorio).

La imagen es de todos bien conocida, su nombre: La Nebulosa del Cangrejo (en círculos científicos es conocida como M1, NGC 1952, Taurus A y Taurus A-1), es, como sabéis el resto de aquella explosión Supernova de tipo Plarión que fue observada allá por el año 1054 por astrónomos árabes y chinos. Ahí podemos contemplar, en su imagen familiar, como hilos del remanente estelar crean cuerdas de plasma que, con el paso del tiempo se difuminan.

Antes de convertirse en esa Nebulosa que conocemos, el objeto original fue una estrella masiva que, al agotar su combustible nuclear, eyectó al Espacio Interestelar las capas exterioress para formar la Nabulosa, y, la mayor parte de su masa, se contrajo más y más llevada por una enevitable fuerza de gravedad que, convirtió, toda aquella ingente masa, en una estrella de Neutrones o púlsar.

                            Se ha observado la luz con más energía jamas emitida por un Pulsar

Así, la mayor parte de la masa de aquella estrella masiva, se convirtió en un Púlsar que habita en las entrañas de la Nebulosa del Cangrejo, ahí, agazapado y que sólo puede ser visto por los agudos “ojos” de potentes telescopios (la imagen de arriba). El Púlsar ha sido nombrado como PSR B0531+21).

Su descubrimiento data del año 1969, tiene unos 25 km de diámetro y sus rayos girán frenéticamente cada 33 milisegundos, es decir, 0,30 veces cada segundo. Así, dentro de la Nebulosa Plarión: El viento de partículas procedente de la estrella genera emisiones sincrotrón, que producen la mayor parte de las emisiones de la Nebulosa, desde ondas de radio hasta rayos gamma.

Este tipo de estrella son una buiena fuente de emisiones de rayos gamma y de ondas de radio. La dinámica de la Nebulosa hace que en la parte interior se produzca ese vciento ecuatorial del púlsar que viene a chocar con la Nebulosa, formando un choque de terminación, cuyas formas son cambiantes e inestables dependiendo de las emisiones. Allí se forman espirales que se enaltecen o empinan y se iluminan para atenuarse a medida que se alejan del púlsar que allí habita.

Los rayos Gamma, se detectan utilizando telescopios en órbita, sensibles a este tipo de radiación de gran energía que no puede penetrar la atmósfera de la Tierra, y luego se observan en longitudes de onda más largas por otros telescopios desde el espacio y desde tierra.

Normalmente, sólo duran unos segundos, pero en casos muy raros los rayos gamma siguen durante horas. Uno de estos estallidos de rayos gamma de ultra larga duración fue captado por el satélite Swift el 9 de diciembre de 2011, denominándolo GRB 111209A. Era el GRB más largo y más brillante jamás observado.

Impresión artística de una estrella de neutrones acretando gas en un sistema binario. Embudos de material de la estrella compañera en un disco de acreción …

Las estrellas de neutrones nos muestran una variada tipología: Pulsares aislados, Estrellas de neutrones en remanentes de supernovas (como es el caso de la Nebulosa del Cangrejo), Estrellas de neutrones en ‘binarias de rayos X”, Estrellas de neutrones viejas aisladas. Se trata de la mayoría de las estrellas de neutrones ya que la emisión de pulsos es generalmente de corto tiempo (unos millones de años con excepción de los llamados ‘púlsares milisegundos’ que parecen tener una vida activa de miles de millones de años). Son estrellas de neutrones cuya rotación es suficientemente lenta para permitir acreción de materia del medio interestelar. Por la acreción la superficie de la estrella se vuelva a calentar y la estrella se puede observar como una fuente puntual de rayos X blandos si es suficientemente cercana.

Los astrónomos encontraron una clase extraña y enigmática de estrellas de neutrones, cuyo campo magnético es billones de veces más potente que el de nuestro Sol, es decir, que el de una estrella mediana, y, no digamos, del de la Tierra. Tan intenso es el campo magnético que genera una de estas estrellas que, podría borrar una tarjeta de crédito desde 160.000 kilómetros de distancia. Le pusieron de nombre magnetars (estrellas magnéticas).

Estas particulares estrellas de neutrones. Conocidas como AXP (Anamalous X-ray Púlsars), desafían cualquier explicación física desde que la primera de ellas fue descubierta en 1982. Los nuevos datos sobre sus características los han proporcionado desde el Observatorio Rossi X-ray Timing Explorer, de la NASA.

                         Lanzan una Intensa emisión de rayos Gamma al espacio

Claro que pueden llegar a estallar en el proceso, toda vez que coger nasa de objetos circundantes con el campo magnético que ya poseen y que, al inyectarle nuevo material también se agranda y pone la estabilidad de la estrella en un equilibrio defícil de mantener. Hasta hace muy poco no se sabía que esta clase de estrellas, los AXP, también podrían sufrir estallidos.

Fue el Rossi, precisamente, el que detectó el estallido en la estrella AXP 1E 1048-5937. Posteriores investigaciones indicaron que tiene un campo magnético  de aproximadamente 10^{^} 15 Gauss.

En el verano de 1967 Anthony Hewish y sus colaboradores de la Universidad de Cambridge detectaron, por accidente, emisiones de radio en los cielos que en nada se parecían a las que se habían detectado hasta entonces. Llegaban en impulsos muy regulares a intervalos de sólo 1 1/3 segundos. Para ser exactos, a intervalos de 1,33730109 segundos. La fuente emisora recibió el nombre de “estrella pulsante” o “pulsar”.

   Esta es la imagen que de un púlsar tenemos pero… En general, las estrellas de neutrones pueden ser de variado rango o clase y hasta donde conocemos: De Neutrones, Púlsares y Magnetars cada una de ellas con sus extrañas y específicas cualidades que, al no llegar a comprenderlas… del todo, nos maravillan.

Lo cierto es que, una estrella de Neutrones es el resultado de la compresión de una ingente cantidad de masa, la estrella original puede haber tenido miles de kilómetros de diámetro y, al convertirse en estrella de Neutrones, tener sólo unos 25/30 km/de diámetro, lo que os puede dar una idea de su densidad de materia.

Las estrellas de neutrones tienen densidades totales de 3,7×10¹⁷ a 5,9×10¹⁷ kg/m³ (de 2,6×10¹⁴ a 4,1×10¹⁴ veces la densidad del Sol), lo que se compara con la densidad aproximada de un núcleo atómico de 3×10¹⁷ kg/m^3.

Imaginar la densidad de un Agejero negro es escalofriante, mucho m´ñas denso que la estrella de neutrones, ¿en qué se convertirá la materia allí aprisionada? Sin embargo. según alñgunos cálculos:

Un agujero negro supermasivo tiene algunas propiedades interesantes que lo diferencian de otros de menor masa:

• La densidad media de un agujero negro supermasivo puede ser muy baja, de hecho puede ser menor que la densidad del agua, si su masa es suficientemente grande. Esto ocurre porque el radio del agujero negro se incrementa linealmente con la masa, por lo que la densidad decae con el cuadrado de la masa, mientras que el volumen es proporcional al cubo del radio de Schwarzschild de tal manera que la densidad satisface la siguiente proporcionalidad:

Después de esta ingente cantidad de datos, nos podríamos relajar un poco oyendo ´´esta triste melodía.

VIOLÍN TRISTE.- MUSICA CELTA.- FIELDS OF FORTUNE. – YouTube

emilio silvera

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La increíble historia de los ríos del Sistema Solar.

Tres mundos, Marte, Titán y la Tierra tienen corrientes. Sus huellas sirven para reconstruir la historia geológica

       Un gran impacto sacó a la luz el hielo de agua del subsuelo de Marte y creó una inundación – ESA

El Sistema Solar es un lugar repleto de historia, cuyos capítulos pueden leerse en la piel de los planetas y los satélites rocosos. Este cuento habla de un pasado convulso en Marte, donde un gran movimiento de la corteza creó la enorme depresión de Valle Marineris (que es cinco veces más profundo y casi diez veces más largo que el gran cañón del Colorado). También cuenta la historia de Venus, un planeta recorrido por corrientes de lava y volcanes, que hoy descansan bajo una atmósfera de ácido sulfúrico. E incluso en aquellos mundos cuya piel está repleta de cráteres de asteroides, la historia habla de planetas muertos, que perdieron su actividad geológica hace miles de millones de años.

                                                Imagen de una región de Marte

                               Discurrir de los ríos entre montañas en la Tierra

                             También en Titán, además del metano, existen correntías de agua

Hay tres mundos en el Sistema Solar, Marte, Titán y la Tierra, que tienen o han tenido ríos fluyendo en su superficie. Este jueves, científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han presentado un estudio en Science donde han comparado los ríos de estos planetas. Su objetivo ha sido aprovechar lo mucho que se sabe sobre la topografía de Marte y la Tierra para entender mejor el pasado de Titán, el satélite de Saturno. Así, han concluido que los paisajes de este son fruto de un pasado sin actividad tectónica reciente, al igual que ocurre con Marte, y al contrario que pasa con la Tierra.

«Es muy destacable que solo haya tres mundos en el Sistema Solar en los que los ríos hayan tallado el paisaje, o en el presente o en el pasado», ha dicho Taylor Perron, coautor del estudio e investigador en el MIT. «Por eso es una oportunidad increíble usar las huellas creadas por los ríos para aprender las historias por las cuales esos planetas son diferentes».

Por eso, tanto Taylor Perron como Benjamin Black, profesor en la City College de Nueva York (EE.UU.), trataron de averiguar más sobre la historia de Titán y sus ríos aplicando lo que se sabe sobre la topografía de la Tierra y Marte. «Aunque los procesos que han creado la topografía de Titán son todavía un enigma, ahora sabemos que no tienen nada que ver con los mecanismos con los que estamos familiarizados en la Tierra», ha dicho Black.

Los autores compararon con gran precisión la topografía de los ríos presentes de la Tierra y Titán, y de los ríos pasados de Marte, usando los mapas con la mejor resolución disponible. Los modelos que elaboraron, podrían ser aplicados a otros planetas para reconstruir su geología.

Huellas en los ríos

Me gustaría a mi saber, lo que puede existir en el subsuelo de Marte, que rico en actividad volcánica en su pasado, tiene inmensas grutas en las, situadas muy por debajo de la superficie, en el pasado corría la lava candente y hoy, podría correr el agua líquida precursora de la Vida.

Hasta que no vayamos a Marte y entremos en el subsuelo no podremos encontrar la vida allí presente

El agua siempre fluye a favor de pendiente. Pero puede ocurrir que la cuencas de drenaje basculen hacia el sur, y los ríos estén excavados en la roca de forma que fluyan hacia el norte. Este fenómeno ocurre en la Tierra gracias al dinamismo de su geología, y en especial de las placas tectónicas, que cambia el perfil del suelo rápidamente, en la escala geológica.

Ni en Marte ni en Titán ocurre lo mismo, según los autores. Los cambios topográficos son allí más coherentes con el cauce de los ríos, según los modelos de Black, y las excepciones están relacionadas con fenómenos puntuales, como pueden ser los cráteres de impacto de los asteroides.

      La superficie y la atmósfera de Titán

A la vista de las conclusiones obtenidas al analizar los ríos, los autores concluyeron que el paisaje de Titán, que apenas se puede imaginar bajo la gruesa atmósfera y los perfiles obtenidos por radar por la nave Cassini, se parece más a Marte que al de la Tierra. «Titán parece tener amplios valles y colinas, que podrían haberse formado hace bastante tiempo, de forma que los ríos han estado erosionándolos desde entonces. No como en la Tierra, donde han surgido nuevas cordilleras cada cierto tiempo, con ríos constantemente luchando contra ellas», ha resumido Perron.

La piel cambiante de los planetas

En transcurrir del Tiempo lo cambia todo y, los planetas, como todo lo demás en el Universo, no son una excepción, cambian y evolucionan de manera tal que, mañana serán distintas al presente.

Titán es un satélite de Saturno envuelto en una gruesa atmósfera, rica en nitrógeno. Aunque su superficie ronda los 180 grados centígrados bajo cero, este mundo alberga un ciclo climático complejo: en su superficie hay metano líquido que forma lagos que no tienen nada que envidiar a los terrestres. Una parte del metano se evapora y pasa a la atmósfera, y como regresa al suelo en forma de lluvia, esta molécula crea auténticos ríos «titánicos» sobre el hielo y la roca del satélite.

Por ejemplo, uno de ellos es Vid Flumina, una corriente de 400 kilómetros de longitud que desemboca en el lago Ligeia Mare y que lleva el nombre de un río venenoso de la mitología nórdica. Este lago, por su parte, es mayor que el lago Superior, en América del Norte, y tiene una orilla de unos 2.000 kilómetros de largo.

 

A lo largo de miles de millones de años, la Tierra ha cambiado su piel. Los continentes se han movido sobre las placas tectónicas. La mayoría de las rocas más antiguas y de los fósiles de formas de vida más primitivas han desaparecido en el subsuelo, y continentes enteros se han sumergido. Han nacido islas y montañas, y los ríos han ido cambiando su curso.

Pero en Marte, cuya vida se congeló hace miles de millones de años, la historia ha sido diferente. La quietud de la superficie ha dejado a la vista el perfil de antiguos cráteres. Aunque su atmósfera desapareció, el cauce de los ríos permanece casi intacto desde entonces.

Los autores pueden usar estos análisis del curso de los ríos para distinguir si algunas regiones de los planetas están sufriendo más deformaciones que otras. Además, sugieren que también permitirían estudiar canales de lava en Venus y posibles restos de redes fluviales presentes en Plutón.

Decían por aquel entonces: Cuando en septiembre la sonda Cassini desaparezca en el planeta Saturno, los científicos se quedarán sin ojos en el gigante gaseoso y sus increíbles lunas. Dos de ellas, Encélado y Titán, son dos objetivos de alta prioridad para la búsqueda de vida extraterrestre. Conocer todo lo posible sobre su superficie y su historia será fundamental para entender los grandes cuentos de la vida y del Sistema Solar. Para ello, no solo es crucial estudiar los paisajes, sino también las huellas dejadas por los ríos.

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Ylia Prigogine ¡Qué personaje!

El Universo y la Vida… ¡Nuestra imaginación!

En su Libro Partículas, Gerard ´t Hofft, Premio Nobel de Física, nos cuenta:

“En el mundo de los seres vivos, la escala o tamaño crea importantes diferencias. En muchos aspectos, la anatomía de un ratón es una copia de la de un elefante, pero mientras que un ratón trepar por una pared prácticamente vertical sin mucha dificultad (y se puede caer desde una altura varias veces mayor que su propio tamaño sin hacerse daño), un elefante no sería capaz de realizar tal hazaña. Con bastante generalidad se puede afirmar que los efectos de la gravedad son menos importantes cuanto menores sean los objetos que consideremos (sean vivos o inanimados).”

 

Cuando llegamos a los seres unicelulares, se ve que ellos no hay distinción entre arriba y abajo. Para ellos, la tensión superficial del agua es mucho más importante que la fuerza de la gravedad a esa escala. Tranquilamente se pueden mover y desplazar por encima de una superficie acuática. Los pluricelulares no pueden hacer tal cosa.

La tensión superficial es una consecuencia de que todas las moléculas y los átomos se atraen unos a otros con una fuerza que nosotros llamamos de Van der Waals. fuerza tiene un alcance muy corto; para ser precisos, diremos que la intensidad de esta fuerza a una distancia r es aproximadamente 1/r⁷. Esto significa que si se reduce la distancia dos átomos a la mitad de la fuerza de Van der Waals con la que se atraen uno a otro se hace 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 128 veces más intensa. Cuando los átomos y las moléculas se acercan mucho unos a otros quedan unidos muy fuertemente a través de esta fuerza. El conocimiento de esta fuerza se debe a Johannes Diderik Van der Waals (1837 – 1923) con su tesis sobre la continuidad del líquido y gaseoso que le haría famoso, ya que en esa época (1873), la existencia de las moléculas y los átomos no estaba completamente aceptado.

La tensión superficial del agua, es el efecto físico (energía de atracción entre las moléculas) que “endurece” la capa superficial del agua en reposo y permite a algunos insectos, como el mosquito y otros desplazarse por la superficie del agua sin hundirse.

El famoso físico inglés James Clerk Maxwell, que formuló la teoría del electromagnetismo de Faraday, quedó muy impresionado por este de Van der Waals.

Los tamaños de los seres uniceculares, animales y vegetales, se miden en micrómetros o “micras”, donde 1 micra es 1/1.000 de milímetro, aproximadamente el tamaño de los detalles más pequeños que se pueden observar con un microscopio ordinario. El mundo de los microbios es fascinante, pero no es el objeto de este trabajo, y continuaremos el viaje emprendido las partículas elementales que forman núcleos, átomos, células y materia, así como las fuerzas que intervienen en las interacciones fundamentales del universo y que afecta a todo lo que existe.

Hemos hablado del electrón que rodea el núcleo, de su carga eléctrica negativa que complementa la positiva de los protones y hace estable al átomo; una masa de solamente 1/1.836 de la del núcleo más ligero (el del hidrógeno). La importancia del electrón es vital en el universo.

Pero busquemos los “cuantos”. La física del siglo XX empezó exactamente en el año 1900, cuando el físico alemán Max Planck propuso una posible solución a un problema que había intrigando a los físicos durante años. Es el problema de la luz que emiten los cuerpos calentados a una cierta temperatura, y también la radiación infrarroja emitida, con menor intensidad, por los objetos más fríos (radiación de cuerpo negro).

Estaba bien aceptado entonces que esta radiación tenía un origen electromagnético y que se conocían las leyes de la naturaleza que regían estas ondas electromagnéticas. También se conocían las leyes para el frío y el calor, la así llamada “termodinámica”, o al menos eso parecía. Pero si utilizamos las leyes de la termodinámica para calcular la intensidad de una radiación, el resultado no tiene ningún sentido. Los cálculos nos dicen que se emitiría una cantidad infinita de radiación en el ultravioleta más lejano y, luego, esto no es lo que sucede. Lo que se observa es que la intensidad de la radiación muestra un pico a una cierta longitud de onda característica, y que la intensidad disminuye tanto para longitudes mayores como para menores. Esta longitud de onda característica es inversamente proporcional a la temperatura absoluta de objeto radiante (la temperatura absoluta se define por una escala de temperatura que empieza a 273º bajo cero). Cuando a 1.000º C un objeto se pone al “rojo vivo”, el objeto está radiando en la zona de luz visible.

Radiación de Cuerpo Negro

Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su , el cuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal físico para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. El nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862.

La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro. Todo cuerpo emite energía en de ondas electromagnéticas, siendo esta radiación, que se emite incluso en el vacío, tanto más intensa cuando más elevada es la temperatura del emisor. La energía radiante emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a longitudes de onda superiores a las de la luz visible (es decir, de menor frecuencia). Al elevar la temperatura no sólo aumenta la energía emitida sino que lo hace a longitudes de onda más cortas; a esto se debe el cambio de color de un cuerpo cuando se calienta. Los cuerpos no emiten con igual intensidad a todas las frecuencias o longitudes de onda, sino que siguen la ley de Planck.

La “constante de Planck”, desempeña un papel central en la teoría de la mecánica cuántica y recibe su nombre de su descubridor, Max Planck, uno de los padres de dicha teoría. Expresada como , es la constante física que frecuentemente se define como el cuanto elemental de acción.

Lo que Planck propuso fue simplemente que la radiación sólo podía ser emitida en paquetes de un tamaño dado. La cantidad de energía de uno de esos paquetes, o cuantos, es inversamente proporcional a la longitud de onda, y por tanto, proporcional a la frecuencia de radiación emitida. La fórmula es E = h?, donde E es la energía del paquete, ? es la frecuencia y h es una nueva constante fundamental de la naturaleza, la constante de Planck. Cuando Planck calculó la intensidad de la radiación térmica imponiendo nueva condición, el resultado coincidió perfectamente con las observaciones.

Poco tiempo después, en 1905, Einstein formuló esta teoría de una manera mucho más tajante: él sugirió que los objetos calientes no son los únicos que emiten radiación en paquetes de energía, sino que toda la radiación consiste en múltiplos del paquete de energía de Planck. El príncipe francés Louis-Victor de Broglie, dándole otra vuelta a la teoría, propuso que no sólo cualquier cosa que oscila tiene energía, sino que cualquier cosa con energía se debe comportar una “onda” que se extiende en una cierta región del espacio, y que la frecuencia ? de la oscilación verifica la ecuación de Planck. Por lo tanto, los cuantos asociados con los rayos de luz deberían verse una clase de partículas elementales: el fotón. Todas las demás clases de partículas llevan asociadas diferentes ondas oscilantes de campos de fuerza, esto lo veremos más adelante.

El curioso comportamiento de los electrones en el interior del átomo, descubierto y explicado por el famoso físico danés Niels Bohr, se pudo atribuir a las ondas de de Broglie. Poco después, en 1926, Edwin Schrödinger descubrió cómo escribir la teoría ondulatoria de de Broglie con ecuaciones matemáticas exactas. La precisión con la cual se podían realizar cálculos era asombrosa, y pronto quedó claro que el comportamiento de todos los objetos pequeños quedaba exactamente determinado por las recién descubiertas “ecuaciones de ondas cuánticas”.

Está bien comprobado que la mecánica cuántica funciona de maravilla…, pero, sin embargo, surge una pregunta muy formal: ¿qué significan realmente estas ecuaciones?, ¿qué es lo que están describiendo? Isaac Newton, allá en 1867 formuló cómo debían moverse los planetas alrededor del Sol, estaba claro todo el mundo qué significaban sus ecuaciones: que los planetas estaban siempre en una posición bien definida des espacio y que sus posiciones y sus velocidades en un momento concreto determinan inequívocamente cómo evolucionarán las posiciones y las velocidades en el tiempo.

Pero los electrones todo es diferente. Su comportamiento parece estar envuelto en misterio. Es como si pudieran “existir” en diferentes lugares simultáneamente, como si fueran una nube o una onda, y esto no es un efecto pequeño. Si se realizan experimentos con suficiente precisión, se puede determinar que el electrón parece capaz de moverse simultáneamente a lo largo de trayectorias muy separadas unas de otras. ¿Qué puede significar todo esto?

Niels Bohr consiguió responder a esta pregunta de tal que con su explicación se pudo seguir trabajando, y muchos físicos siguen considerando su respuesta satisfactoria. Se conoce como la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica.

Si la mecánica cuántica tiene cosas extrañas y el espín es una de ellas. Y si uno piensa que la intuición le ayudará a comprender todo esto, pues no lo hará, o es poco probable que lo haga. Las partículas tienen un espín fundamental. Al igual que la carga eléctrica o la masa, el espín ayuda a definir que de partícula es cada una.

Las leyes de la mecánica cuántica han sido establecidas con mucha precisión; permite cómo calcular cualquier cosa que queramos saber. Pero si queremos “interpretar” el resultado, nos encontramos con una curiosa incertidumbre fundamental: que varias propiedades de las partículas pequeñas no pueden estar bien definidas de manera simultánea. Por ejemplo, podemos determinar la velocidad de una partícula con mucha precisión, pero entonces no sabremos exactamente dónde se encuentra; o a la inversa, podemos determinar la posición con precisión, pero entonces su velocidad queda mal definida. Si una partícula tiene espín (rotación alrededor de su eje), la dirección alrededor de la cual está rotando (la orientación del eje) no puede ser definida con gran precisión.

La posición y el momento de una partícula nunca lo podremos saber con precisión ilimitada.

No es fácil explicar de forma sencilla de dónde viene esta incertidumbre, pero existen ejemplos en la vida cotidiana que tienen algo parecido. La altura de un tono y la duración en el tiempo durante el cual oímos el tono tienen una incertidumbre mutua similar. Para afinar un instrumento se debe escuchar una nota durante un cierto intervalo de tiempo y compararla, por ejemplo, con un diapasón que debe vibrar también durante un tiempo. Notas muy breves no tienen bien definido el tono.

Para que las reglas de la mecánica cuántica funcionen, es necesario que todos los fenómenos naturales en el mundo de las cosas pequeñas estén regidos por las mismas reglas. Esto incluye a los virus, bacterias e incluso a las personas. Sin embargo, cuando más grande y más pesado es un objeto, más difícil es observar las desviaciones de las leyes del movimiento “clásicas” debidas a la mecánica cuántica. Me gustaría referirme a exigencia tan importante y tan peculiar de la teoría con la palabra “holismo”.

El protón está conformado por 2 quarks up y 1 quark dowm

Esto no es exactamente lo mismo que entienden algunos filósofos por holismo, y que podría definir como “el todo es más que la suma de sus partes”. Si la física nos ha enseñado algo es justo lo contrario. Un objeto compuesto de un gran número de partículas puede ser entendido exactamente si se conocen las propiedades de sus partes (partículas); basta que sepamos sumar correctamente (¡y esto no es nada fácil en mecánica cuántica!). Lo que entiendo por holismo es que, efectivamente, el todo es la suma de las partes, pero sólo se puede hacer la suma si todas las partes obedecen a las mismas leyes. Por ejemplo, la constante de Planck, h, que es igual a 6’626075… × 10^-34 Julios segundo, debe ser exactamente la misma para cualquier objeto en cualquier sitio, es decir, debe ser una constante universal.

La mecánica cuántica es muy extraña a nuestro “sentido común”, sabemos que se desenvuelve en ese “universo” de lo muy pequeño, alejado de nuestra vida cotidiana en el macrocosmos tetradimensional que, no siempre coincide con lo que, en aquel otro infinitesimal acontece.

Las reglas de la mecánica cuántica funcionan tan bien que refutarlas resulta realmente difícil. Los trucos ingeniosos descubiertos por Werner Heisemberg, Paul Dirac y muchos otros mejoraron y completaron las reglas generales. Pero Einstein y otros pioneros como Erwin Schrödinger siempre presentaron serias objeciones a interpretación. Quizá funcione bien, pero ¿dónde está exactamente el electrón?, ¿en el punto x o en el punto y? En pocas palabras, ¿dónde está en realidad?, y ¿cuál es la realidad que hay detrás de nuestras fórmulas? Si tenemos que creer a Bohr, no tiene sentido buscar tal realidad. Las reglas de la mecánica cuántica, por sí mismas, y las observaciones realizadas con detectores son las únicas realidades de las que podemos hablar.

Es cierto que, existe otro universo dentro de nuestro del que, aún, nos queda mucho por aprender.

La mecánica cuántica puede ser definida o resumida así: en principio, con las leyes de la naturaleza que conocemos se puede predecir el resultado de cualquier experimento, en el sentido que la predicción consiste en dos factores: el primer factor es un cálculo definido con exactitud del efecto de las fuerzas y estructuras, tan riguroso como las leyes de Isaac Newton para el movimiento de los planetas en el Sistema Solar; el segundo factor es una arbitrariedad estadística e incontrolable definida matemáticamente de estricta. Las partículas seguirán una distribución de probabilidades dadas, primero de una forma y luego de otra. Las probabilidades se pueden calcular utilizando la ecuación de Schrödinger de función de onda (?) que, con muchas probabilidades nos indicará el lugar probable donde se encuentra una partícula en un dado.

Muchos estiman que esta teoría de las probabilidades desaparecerá cuando se consiga la teoría que explique, de forma completa, todas las fuerzas; la buscada teoría del todo, lo que implica que nuestra descripción actual incluye variables y fuerzas que (aún) no conocemos o no entendemos. Esta interpretación se conoce como hipótesis de las variables ocultas.”

También Gerard ‘t Hooft es el autor de lo que han dado en llamar l principio holográfico es una conjetura especulativa acerca de las teorías de la Gravedad Cuántica propuesta en 1993 por este autor, y mejorada y promovida por Leonard Susskin en 1995. Postula que toda la información contenida en cierto volumen de un espacio concreto se puede conocer a partir de la información codificable sobre la frontera de dicha región. Una importante consecuencia es que la cantidad máxima de información que puede contener una determinada región de espacio rodeada por una superficie diferenciable está limitada por el área total de dicha superficie.

Por ejemplo, se pueden modelar todos los eventos que ocurran en un cuarto o una habitación creando una teoría en la que sólo tome en cuenta lo que suceda en sus paredes. En el principio holográfico también se afirma que por cada cuatro Unidades de Planck existe al menos un grado de libertad (o una unidad constante de Bolttzmann k de máxima entropía). Esto se conoce como frontera de Bekenstein:

donde S es la entropía y A es la unidad de mensura considerada. En unidades convencionales la fórmula anterior se escribe:

donde:

• , es la constante de Boltzmann. 
  
• , es la vecolcidad de la luz. 
  
• , es la constante gravitacional universal.
  
• , es la constante de Planck racionalizada.
• , es la longitud de Planck.

Claro que esta… ¡Es otra Historia!

emilio silvera

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