La regularidad de la Tierra que viene dada por la intensidad de energía que nos envía el Sol, desde 150 millones de kilómetros, y, la intensidad está amortiguada por la rica y densa atmósfera terrestre, y, los seres vivos, tienen un escudo contra las radiaciones nosivas.

             El día en Marte dura  24 h 37 min 22,7 s

Al contrario que ocurre con la Tierra, muy distinto es el caso de Marte que, aunque situado a mayor distancia, no tiene atmósfera que le preserve  de esos rayos solares tan nosivos para la vida.

Así que la vida en marte (si es que finalmente está presente en aquel planeta alguna forma de ella), tendría que haber emigrado al subsuelo, lejos de la superficie, a salvo de la radiación y, en las profundidades, con temperaturas más altas, probablemente, el agua correría líquida por los intrincados caminos oradados por la antigua actividad volcánica que, en aquel planeta fue rica y dejó la huella de profundos túneles, grutas y cuevas que, en la actualidad, podrían ser idóneos para albergar algunas formas de vida como líquenes y hongos, sin olvidar las bacterias.

Pero sigamos con los mecanismos más familiares que afectan a nuestro planeta y a todos sus moradores, entre los que, nuestra especie también cuenta. Las influencias lunares a nuestro alrededor son notables y han dejado su huella en nuestros cuerpos por las presiones del Tiempo.

La doceava parte del año que llamamos mes, un período próximo a 27,32 días, es el tiempo que la Luna tarda en dar una vuelta alrededor de la Tierra, con respecto a las lejanas estrellas fijas.

Durante este período que llamamos el período Sidereo de la Luna, la Tierra también se habrá movido en su órbita alrededor del Sol, y la Luna tendrá que moverse una distancia adicional (unos 27 grados) para completar el ciclo de fases con respecto al Sol. De hecho, teniendo esto en cuenta, el ciclo mensual entero de las fases lunares es de 29,53 días.

La presencia de la Luna como todos sabemos, ejerce una atracción gravitatoria sobre el planeta Tierra y viceversa. Esa atracción, lógicamente, es más fuerte en el lado de la Tierra que está más próxima a la Luna.

Esa atracción crea una variación de marea en las alturas de los océanos, que varía mensualmente con el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra. Existen indicios sorprendentes de que esta variación ha dejado su huella de diversas maneras en las pautas de conducta de los seres vivos que pueblan el planeta.

En el caso de criaturas que viven en aguas someras, o son anfibias, la variación de las mareas les proporciona una escena diversificada importante que les obliga a tener que adaptarse para podr beneficiarse de esos cambios.

La producción de ovocitos en la mujer es cíclica. Implica tanto la interacción de hormonas como cambios en las células foliculares y en las paredes del útero. A este ciclo se lo conoce como ciclo menstrual o ciclo sexual femenino

Todos sabemos que las mujeres muestran un ciclo de producción de estrógenos de 28 días, que está próximo al período mensual lunar. Le llamamos “ciclo menstrual” -derivado de menses, o mes-

Muchos otros mamíferos tienen ciclos menstruales con variaciones asociadas a la temperatura corparal, y se ha encontrado que el tiempo de ovulación, en los primates, varía entre 25 y 35 días.

No se han encontrado explicaciones simples para estas correlaciones entre las fases de la Luna y los ciclos menstruales. ¿Por qué la fertilidad Humana debería reflejar el ciclo de las fases cambiantes de la Luna?Se ha sugerido que podía ser un vestigio de una etapa anterior de nuestra evolución, cuando nuestros ancestros vivían en el mar, y estaban sometidos de alguna manera, al cicvlo de las mareas.

Otra propuesta es que estos ciclos son ligeras adaptaciones  del período en que los Humanos eran cazadores recolectores primitivos. En tales circunstancias, la luz del día era un bien escaso y la Luna llena debía explotarse al máximo.

El período oscuro, cuando la Luna había desaparecido podría dedicarse de forma natural a la actividad del apareamiento, y entonces habría adaptación a un ciclo corporal con una periodicidad química que reflejaría la variación lunar.

Pero sigue siendo un misterio como una variación suficientemente robusta se podría preservar de forma universal hasta el presente, y, en tantas especies.

De todo lo anterior, no tenemos más opción que pensar dos cosas:

                                      Pasó el Tiempo y los Mamuts desaparecieron

Sabemos que nada es Eterno, que todo cambia con el paso del Tiempo, y, la Tierra, no podía ser ninguna excepción, así que, de esas dos opciones que nos habla el Autor del trabajo, podrían ser:

UNA: Que nuestro mundo, como cualquier otro objeto del Universo, ha tenido un principio que, con el paso del tiempo cambió, y, lo que fue primero se transformó en algo diferente en el presente, y, como el tiempo inexorable no deja de transcurrir llevando con él a esa temible “compañera” que llamamos Entropía, el resultado previsible será que, los cambios serán imparables y nada permanecerá estático tal y como hoy lo conocemos que es como se conoció

hace cientos o miles o millones de años.

Todos los seres vivos que viven actualmente en el planeta Tierra, se verán abocados a mutar para que, en el mejor de los casos, sus especies perduren a los cambios que se avecinan. Los que no se adapten, como antes pasó en la historia de nuestro planeta, sucumbiran y esas especies desaparecerán para siempre.

Un equipo científico ha encontrado en las rocas del oeste de Australia microbios fosilizados que vivían hace 3.400 millones de años en un mundo sin oxígeno …

Todas las especies que han vivido en este planeta desde hace unos 3.800 millones de años, unas más y otras menos, trataron de adaptarse a esos cambios irreversibles que la Naturaleza impone. Sabemos de las importantes extinciones que por uno u otro motivo ha padecido la fauna del planeta, y, actualmente el 99% de todas las especies que poblaron la Tierra, han dejado de existir.

De hecho, hoy día, sólo el 1% de las especie que vivieron en el planeta están vivas y compartiendo el planeta con nosotros, algunas son muy antiguas, otras han surgido recientemente, y, por ejemplo nosotros, que hemos podido sobresalir por nuestras características de los demás seres vivos de la Tierra, se podría decir que somos unos recien llegados, y, sin embargo, nos creemos “los amos”.

Aunque no sea parte del texto que transcribo (como algunos otros pasajes), tenemos que recordar aquí que los Dinosaurios reinaron en nuestro planeta durante 150 millones de años, según parece, aquel meteorito caído en el Yucatán (México), acabó con ellos, y, gracias a ese suceso, 65 millones de años más tarde, llegamos nosotros aquí. Es decir, se abrió el callejón sin salida en el que estaban metidos los mamíferos que, con estas bestias campando por el planeta, poco porvenir podían tener. Ahí cabe perfectamente aquella frase: “No hay mal que por bien no venga”. 

(En lo referente a la extinción, existen otras propuestas aparte de la del meteorito)

De todas las maneras y con respecto a la vida, hasta donde podemos saber, ésta se abre paso en los lugares más insospechados y, los materiales que son necesarios para que pueda surgir en planetas como la Tierra, es fusionado en el corazón de los hornos nucleares de las estrellas, donde materiales sencillos hacen su transición de fase a otros más complejos, y, cuando la estrella “muere”, se esparcen en inmensas Nebulosas de las que surgen nuevas estrellas, nuevos mundos y, seguramente, nuevas formas de vida.

Desde siempre hemos querido saber y preguntamos por el por qué de las cosas. Así que, procuremos seguir conquistando ese saber que tanto necesitamos hoy, y, posiblemente, mañana necesitemos más, ya que, se avecinan acontecimientos que, de no conocer sus posibles efectos, ningún remedio podremos preparar para paliar los destrozos.

Es bastante instructivo el saber de hechos del pasado que nos abren “los ojos de la mente” a nuestro escaso entendimiento para que nos hagan saber el por qué, de algunos sucesos que han quedado registrados en la Historia del Planeta y de la Humanidad.

Resulta que, el 28 de mayo del año 585 a. C., cuando la guerra en Lidios y Medas era más cruenta y duraba ya cinco años, de pronto, el día se convirtió en noche, asombrados, todos los contendientes dejaron de luchar y, se tomaron aquello como una señal “divina”, los dioses no querían que la lucha continuara. Así que, los reyes y nobles, casaron a sus hijos e hijas con los de los hasta entonces enemigos y, la paz, perduró durante mucho, mucho tiempo.

Claro que, lo que no supieron nunca Lidios y Medos es que, el evento había sido un simple eclipse solar producido por la Luna al tapar por completo el astro rey. Y, aquel acontecimiento astronómico, en este caso, sirvió para algo bueno.

Ahora sabemos que la inclinación del eje terrestre hace posible las Estaciones del planeta y que, dichas cambios, son tan beneficiosos para todo y para todos. También conocemos de los fenómenos naturales como los volcanes y movimientos de las placas tectónicas, Tsunamis y otros acontecimientos naturales que no achacamos a ninguna divinidad y para los que tenemos explicaciones científicas.

El repaso ha sido bueno de una parte de la obra y, aquí lo dejo transcrito con algún que otro matiz propio como licencia que, de ninguna manera, perjudica a la idea original que el autor nos cuenta.

La Fuente: “El Universo como Obra de Arte” JOHN D. BARROW.

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Imagen de Astronomía Of The Day

Ante una inmensidad como la que arriba podemos ver, dos especies distintas contemplan como la luz mortecina del planeta Marte señala su presencia en la inmensa Vía Láctea que, con cien mil millones de estrellas, hace pequeña cualquier otra cosa que en nuestro entorno podamos ver o imaginar.

El hombre mira esa belleza sobrecogido y su mente queda bloqueada al tratar de explicarse ese “cuadro” que, pintado por los pinceles de la Naturaleza, ningún pintor podría igualar.

 

En el año 2001 pudo el Hubble captar ésta imagen de arriba de la Galaxia Durmiente

“Se piensa que los fascinantes movimientos internos de la M64, catalogada también como NGC 4826, son resultado de una colisión entre una galaxia pequeña y otra grande cuya mezcla resultante no se ha estabilizado aún.”

Cientos de miles de estrellas, sistemas planetarios, millones de mundos y sus “lunas”, en muchos de esos mundos (como en el nuestro), inmensos océanos, mares, ríos y lagos están acompañados de grandes llanuras y montañas y, en los que hay vida, también de grandes bosques y fauna tan rica como la de la Tierra que podría ser diferente en su morfología.

 

 

Las galaxias en el Universo… ¡Son tantas que aún no hemos podido contarlas a todas! El  Telescopio Espacial Hubble fue lanzado en 1990. Orbita la Tierra y toma unas fotografías increíbles de las estrellas, los planetas y otras galaxias. Hace algún tiempo observó una pequeña porción del espacio durante 12 días y descubrió 10,000 galaxias, de todo los tamaños, formas y colores. Algunos científicos calculan que podría haber unos cien mil millones de galaxias en el Universo.

Como sabençmos, formando parte de una galaxia existen subestructuras como las Nebulosas, los cúmulos estelares, los sistemas múltiples de estrellas inmensos “mares de gas y polvo”, objetos que antes fueron estrellas brillando en la Secuencia Principal y que ahora son enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros… Y muchas más cosas en presencia de energías increíbles. Se podría decir que una galaxia es un “Universo en miniatura!

Son una inmensa fuente astronómica de energía electromagnética, que incluye radiofrecuencias y luz visible. En un principio se supuso que los cuásares eran agujeros blancos. aunque el avance del estudio de su formación y características ha descartado tal supuesto

Los cuásares son fenómenos que surgen cuando un enorme agujero negro, situado en el núcleo de una galaxia, comienza a absorber toda la materia que encuentra en su cercanía. Cuando esto ocurre, por efecto de la enorme velocidad de rotación del disco de acreción formado, se produce una gigantesca cantidad de energía, liberada en forma de ondas de radio, luz, infrarrojo, ultravioleta y rayos X, lo que convierte a los cuásares en los objetos más brillantes del universo conocido.

Un Púlsar, que significa «estrella pulsante que emite radiación muy intensa a intervalos cortos y regulares es una estrella de neutrones que emite radiación periódica. Los púlsares poseen un intenso campo magnético que induce la emisión de estos pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el periodo de rotación del objeto.

Las estrellas de neutrones pueden girar sobre sí mismas hasta varios cientos de veces por segundo; un punto de su superficie puede estar moviéndose a velocidades de hasta 70.000 km/s. De hecho, las estrellas de neutrones que giran tan rápidamente se expanden en su ecuador debido a esta velocidad vertiginosa

“Una nube molecular es una región extensa en el interior de una galaxia en la que la densidad de materia es suficientemente alta, y la temperatura suficientemente baja, para que exista dihidrógeno (H₂). Por su carencia de dipolo eléctrico, el H₂ frío no es observable directamente, pero otras moléculas que existen en las nubes moleculares sí lo son. La más abundante después del H₂ es el monóxido de carbono (CO), que es fácilmente observable en ondas milimétricas. Cientos de otras moléculas han sido observadas en nubes moleculares.

 

 

Las nubes moleculares son especialmente importantes en formación estelar. El nacimiento de las estrellas ocurre cuando regiones de una nube molecular sufren una inestabilidad gravitacional que les lleva a contraerse. Generalmente las nubes moleculares son tan extensas y masivas que se fragmentan hasta formar un elevado número de protoestrellas.

Actualmente son las estructuras galácticas conocidas de mayor tamaño, con masas de hasta 1 millón de veces la del Sol.”

 

También en las inmensas Nebulosas moleculares se forman sistemas planetarios que, como el nuestro, nos muestran una estrella central rodeada de planetas a distintas distancias que la orbitan, Dichos planetas contienen satélites naturales (como la Tierra la Luna) y sus propiedades son diversas dependiendo de la distancia a las que se encuentre de la estrella que les envía luz y calor. En algunos casos, el planeta puede estar situado en la zona habitable, es decir, tiene agua corriente, atmósfera y temperatura que permite la presencia de la vida.

            ¿Que hay en el Espacio Interestelar¿ La Nasa ha tratado de responder la pregunta

Un grupo de científicos de la NASA han logrado determinar la fuerza y la dirección del campo magnético más allá de los límites de la heliosfera, revelando cuáles son las fuerzas que dominan la galaxia…. El espacio interestelar es la región que media entre las estrellas y no debe confundirse con el espacio intergaláctico, mucho más vacío.

En general, el espacio interestelar suele estar poblado de grandes cantidades de polvo cósmico, aunque la densidad regional puede ser muy variable, en función de la actividad de la zona. Los únicos objetos de manufactura humana que han logrado alcanzar el espacio interestelar, en el año 2014, es la sonda Voyager 1 de la NASA y la Sonda Voyager 2, en el año 2018.

Un enigmático supervacío de 1800 millones de años-luz de distancia, a unos tres mil años luz de la Tierra, Tal descubrimiento lo realizó un equipo del Instituto de Astronomía de la Universidad estadounidense de Hawai, que utilizó datos de observaciones hechas con el telescopio Pan-Starrs1 en la cima del Monte Haleakala y con el satélite astronómico WISE de la NASA (Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio).

Pasar a través de un supervacío puede suponer millones de años, incluso a la velocidad de la luz, por lo que este efecto medible, conocido como Efecto Integrado Sachs-Wolfe, podría proporcionar la primera explicación a una de las anomalías más significativas que se encuentran en el CMB, detectada por el satélite WMAP, y más recientemente, por Planck, un satélite lanzado por la Agencia Espacial Europea.

Por último, los expertos apuntan que aunque la existencia del supervacío y su efecto esperado sobre el CMB no explican totalmente el Punto Frío, es muy poco probable sea una coincidencia que este supervacío y el Punto Frío se encuentren en el mismo lugar.

No podemos olvidar en este breve repaso el mencionar la existencia de cúmulos estelares. Grandes grupos de estrellas unidas por la fuerza de Gravedad. Existen cúmulos abiertos y cerrados y, algunos, pueden llegar a tener millones de estrellas.

Sería imposible dejar aquí (en tan reducido espacio) una buena reseña de la Diversidad de la Vida en el Universo (nos limitamos a unas pocas especies de nuestro planeta -el único que de momento sabemos que acoge a millones de especies- y, probablemente, en muchos mundos estará presente la misma o diferente diversidad de vida que aquí conocemos.

No podemos finalizar el repaso sobre una pequeña parte del Universo sin mencionar que, todo el recorrido ha sido posible gracias a que una de las especies  que pueblan el Planeta llamado Tierra, pudo evolucionar y su cerebro, alcanzó el poder de alcanzar la consciencia de Ser, poder hacer preguntas y tratar de contestarlas. Todo eso, unido a una enorme curiosidad…

emilio silvera

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Como cada mañana, trabajando en la oficina en cuestiones jurídicas y tributarias, me llega el correo y, de entre todos los documentos recibidos, destaca (como no), la Revista de Física que me envía de manera periódica la Real Sociedad Española de Física, y, en la portada, aparece la imagen de un agujero negro.

De inmediato, sin poder contener mis deseos de ver los contenidos, la abro y miro en el interior donde me encuentro con trabajos como los siguientes:

Pulsos e Impulsos

Sobre la distinguibilidad experimental entre la mecánica cuántica estándar y la mecánica de Bohm. Le sigue el trabajo titulado “Mecánica bohmiana: ¿Una teoría de las variables ocultas?

“Durante más de 60 años la “teoría de variables ocultas” propuesta por David Bohm en 1952, conocida actualmente como mecánica bohmiana, ha sido fuente de controversia y debate dentro del campo y los fundamentos de la mecánica cuántica.

Las estrellas también mueren

En este apartado nos hablan de cómo mueren las estrellas una vez que han agotado su combustible nuclear de fusión, y, en qué se convierten dependiendo de sus masas. Estrellas como el Sol tendrán una primera transición de fase a Gigante roja y más tarde Nebulosa Planetaria con la estrella enana blanca en el centro.

Cuando las estrellas sobrepasan las 5 masas solares, su destino final está en convertirse en estrellas de neutrones, y, si es supermasiva en agujero negro. En ncada uno de los casos actúan fuerzas y principios diferentes como sería el caso del Principio de exclusión de Pauli que incide en los fermiones para las enanas blancas y las estrellas de neutrones.

Además de todos estos temas se habla de otros de interés

    Dispersión de la Luz en un prisma

         Reacción nentre el Sodio y el Agua

¿Cómo construir cámaras de niebla con utensilios de cocina?

Además de otros muchos artículos y demostraciones prácticas que nos llevan de la mano a conocer hechos muy normales en la Naturaleza y que a nosotros (que casi siempre estamos al margen de ella), nos parecen maravillas.

Lo dicho, nunca es tarde para aprender cosas nuevas y, si le prestas el debido interés… ¿Las conocerás!

emilio silvera

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Los físicos se vieron durante mucho tiempo turbados por el hecho de que a menudo, la partícula beta emitida en una desintegración del núcleo no alberga energía suficiente para compensar la masa perdida por el núcleo.  En realidad, los electrones no eran igualmente deficitarios.  Emergían con un amplio espectro de energías, y el máximo (conseguido por muy pocos electrones), era casi correcto, pero todos los demás no llegaban a alcanzarlo en mayor o menor grado.  Las partículas alfa emitidas por un nucleido particular poseían iguales energías en cantidades inesperadas.  En ese caso, ¿qué era errónea en la emisión de partículas beta? ¿Qué había sucedido con la energía perdida?

En 1922, Lise Maitner se hizo por primera vez esta pregunta, y, hacia 1.930, Niels Bohr estaba dispuesto a abandonar el gran principio de conservación de la energía, al menos en lo concerniente a partículas subatómicas.  En 1931, Wolfgang Pauli sugirió una solución para el enigma de la energía desaparecida.

Tal solución era muy simple: junto con la partícula beta del núcleo se desprendía otra, que se llevaba la energía desaparecida.  Esa misteriosa segunda partícula tenía propiedades bastante extrañas.  No poseía carga ni masa.  Lo único que llevaba mientras se movía a la velocidad de la luz era cierta cantidad de energía.  A decir verdad, aquello parecía un cuerpo ficticio creado exclusivamente para equilibrar el contraste de energías.

Sin embargo, tan pronto como se propuso la posibilidad de su existencia, los físicos creyeron en ella ciegamente. Y esta certeza se incrementó al descubrirse el neutrón y al saberse que se desintegraba en un protón y se liberaba un electrón, que, como en la decadencia beta, portaba insuficientes cantidades de energía.  Enrico Fermi dio a esta partícula putativa el nombre de “neutrino”, palabra italiana que significa “pequeño neutro”.

El neutrón dio a los físicos otra prueba palpable de la existencia del neutrino.  Como ya he comentado en otra página de este trabajo, casi todas las partículas describen un movimiento rotatorio. Esta rotación se expresa, más o menos, en múltiples de una mitad según la dirección del giro.  Ahora bien, el protón, el neutrón y el electrón tienen rotación de una mitad. Por tanto, si el neutrón con rotación de una mitad origina un protón y un electrón, cada uno con rotación de una mitad, ¿qué sucede con la ley sobre conservación del momento angular? Aquí hay algún error. El protón y el electrón totalizan una mitad con sus rotaciones (si ambas rotaciones siguen la misma dirección) o cero (si sus rotaciones son opuestas); pero sus rotaciones no pueden sumar jamás una mitad. Sin embargo, por otra parte, el neutrino viene a solventar la cuestión.

Supongamos que la rotación del neutrón sea +½. Y admitamos también que la rotación del protón sea +½ y la del electrón -½, para dar un resultado neto de o. Demos ahora al neutrino una rotación de +½, y la balanza quedará equilibrada.

+½(n)=+½(p)-½(e)+½(neutrino)

Pero aun queda algo por equilibrar.  Una sola partícula (el neutrón) ha formado dos partículas (el protón y el electrón), y, si incluimos el neutrino, tres partículas.  Parece más razonable suponer que el neutrón se convierte en dos partículas y una antipartícula.  En otras palabras: lo que realmente necesitamos equilibrar no es un neutrino, sino un antineutrino.

El propio neutrino surgiría de la conversación de un protón en un neutrón.  Así, pues, los productos serían un neutrón (partícula), un positrón (antipartícula) y un neutrino (partícula). Esto también equilibra la balanza.

En otras palabras, la existencia de neutrinos y antineutrinos debería salvar no una, sino tres, importantes leyes de conservación: la conservación de la energía, la de conservación del espín y la de conservación de partícula/antipartícula.

Es importante conservar esas leyes puesto que parece estar presentes en toda clase de reacciones nucleares que no impliquen electrones o positrones, y sería muy útil si también se hallasen presentes en reacciones que incluyesen esas partículas.

Las más importantes conversiones protón-neutrón son las relaciones con las reacciones nucleares que se desarrollan en el Sol y en los astros.  Por consiguiente, las estrellas emiten radiaciones rápidas de neutrinos, y se calcula que tal vez pierdan a causa de esto el 6 u 8 % de su energía.  Pero eso, sería meternos en otra historia y, por mi parte, con la anterior explicación solo trataba de dar una muestra del ingenio del hombre que, como habréis visto, no es poco.

Desde que puedo recordar, he sido un amante de la Física. Me asombran cuestiones como la luz, su naturaleza de un conglomerado de colores, ondas y partículas, su velocidad que nos marca el límite del máximo que podemos correr en nuestro Universo, y en fin, muchos otros misterios que encierra esa cosa tan cotidiana que nos rodea y lo inunda todo haciendo posible que podamos ver por donde vamos, que las plantas vivan y emitan oxígeno o que nos calentemos.  Realmente, sin luz, nuestra vida no sería posible.

Entonces, ¿qué es realmente la luz?

Muchos (casi todos) opinan que es algo inmaterial. Los objetos materiales, grandes o muy pequeños como las galaxias o los electrones, son materia.  La luz, sin embargo, se cree que es inmaterial, dos rayos de luz se cruzan sin afectarse el uno al otro.

Sin embargo, yo que, desde luego, no soy un experto, opino en cambio que la luz, es simplemente una forma de energía lumínica, otra forma en la que se puede presentar la materia.  Nosotros mismos, en última instancia, somos luz.

Está claro que, los estudiosos de la época antigua y medieval estaban por completo a oscuras acerca de la naturaleza de la luz. Especulaban sobre que consistía en partículas emitidas por objetos relucientes o tal vez por el mismo ojo. Establecieron el hecho de que la luz viajaba en línea recta, que se reflejaba en un espejo con un ángulo igual a aquel con el que el rayo choca con el espejo, y que un rayo de luz se inclina (se refracta) cuando pasa del aire al cristal, al agua o a cualquier otra sustancia transparente.

Cuando la luz entra en un cristal, o en alguna sustancia transparente, de una forma oblicua (es decir, en un ángulo respecto de la vertical), siempre se refracta en una dirección que forma un ángulo menor respecto de la vertical.  La exacta relación entre el ángulo original y el ángulo reflejado fue elaborada por primera vez en 1.621 por el físico neerlandés Willerbrord Snell.  No publicó sus hallazgos y el filósofo francés René Descartes descubrió la ley, independientemente, en 1637.

Los primeros experimentos importantes acerca de la naturaleza de la luz fueron llevados a cabo por Isaac Newton en 1666, al permitir que un rayo de luz entrase en una habitación oscura a través de una grieta e las persianas, cayendo oblicuamente sobre una cara de un prisma de cristal triangular. El rayo se refracta cuando entra en el cristal y se refracta aún más en la misma dirección cuando sale por una segunda cara del prisma. (Las dos refracciones en la misma dirección se originan por que los dos lados del prisma de se encuentran en ángulo en vez de en forma paralela, como sería el caso en una lámina ordinaria de cristal.)

Newton atrapó el rayo emergente sobre una pantalla blanca para ver el efecto de la refracción reforzada.  Descubrió que, en vez de formar una mancha de luz blanca, el rayo se extendía en una gama de colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, y violeta, en este orden.

Newton dedujo de ello que la luz blanca corriente era una mezcla de varias luces que excitaban por separado nuestros ojos para producir las diversas sensaciones de colores.  La amplia banda de sus componentes se denominó spectrum (palabra latina que significa “espectro” fantasma).

Newton llegó a la conclusión de que la luz se componía de diminutas partículas (“corpúsculos”), que viajaban a enormes velocidades.

Le surgieron y se planteó algunas inquietudes cuestiones. ¿Por qué se refractaban las partículas de luz verde más que los de luz amarilla? ¿Cómo se explicaba que dos rayos de luz se cruzaran sin perturbase mutuamente, es decir, sin que se produjeran colisiones entre partículas?

En 1678, el físico neerlandés Christian Huyghens (un científico polifacético que había construido el primer reloj de péndulo y realizado importantes trabajos astronómicos) propuso una teoría opuesta: la de que la luz se componía de minúsculas ondas. Y si sus componentes fueran ondas, no sería difícil explicar los diversos difracciones de los diferentes tipos de luz a través de un medio refractante, siempre y cuando se aceptara que la luz se movía más despacio en ese medio refractante que en el aire.  La cantidad de refracción variaría con la longitud de las ondas: cuanto más corta fuese tal longitud, tanto mayor sería la refracción.   Ello significaba que la luz violeta (la más sensible a este fenómeno) debía de tener una longitud de onda mas corta que la luz azul, ésta, más corta que la verde, y así sucesivamente.

     La longitud de ondas permite al ojo distinguir los colores

Lo que permitía al ojo distinguir los colores eran esas diferencias entre longitudes de onda.  Y, como es natural, si la luz estaba integrada por ondas, dos rayos podrían cruzarse sin dificultad alguna.  (Las ondas sonoras y las del agua se cruzan continuamente sin perder sus respectivas identidades.)

Pero la teoría de Huyqhens sobre las ondas tampoco fue muy satisfactoria. No explicaba por qué se movían en línea recta los rayos luminosos; ni por qué proyectaban sobras recortadas; ni aclaraba por qué las ondas luminosas no podían rodear los obstáculos, del mismo modo que pueden hacerlo las ondas sonoras y de agua.  Por añadidura, se objetaba que si la luz consistía en ondas, ¿cómo podía viajar por el vacío, ya que cruzaba el espacio desde el Sol y las Estrellas? ¿Cuál era esa mecánica ondulatoria?

emilio silvera

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Sobre la Implosión de una estrella

En la secuencia principal la estrella fusiona elementos y tiende a expandirse, se estabiliza por la Gravedad pero, cuando agota el combustible nuclear de fusión, queda a merced de esta e implosiona, es decir, es aplastada bajo su propio peso

Especialmente intrigante es la apariencia de una estrella en implosión observada desde un sistema de referencia externo estático, es decir, vista por observadores exteriores a la estrella que permanecen siempre en la misma circunferencia fija en lugar de moverse hacia adentro con la materia de la estrella en implosión. La estrella, vista desde un sistema externo estático, empieza su implosión en la forma en que uno esperaría. Al igual que una pesada piedra arrojada desde las alturas, la superficie de la estrella cae hacia abajo (se contrae hacia adentro), lentamente al principio y luego cada vez más rápidamente. Si las leyes de gravedad de Newton hubieran sido correctas, esta aceleración de la implosión continuaría inexorablemente hasta que la estrella, libre de cualquier presión interna, fuera aplastada en un punto de alta velocidad. Pero no era así según las fórmulas relativistas de Oppenheimer y Snyder. En lugar de ello, a medida que la estrella se acerca a su circunferencia crítica su contracción se frena hasta hacerse a paso lento. Cuanto más pequeña se hace la estrella, más lentamente implosiona, hasta que se congela exactamente en la circunferencia crítica.

Por mucho tiempo que uno espere, si uno está en reposo fuera de la estrella (es decir, en reposo en el sistema de referencia externo estático), uno nunca podrá ver que la estrella implosiona a través de la circunferencia crítica. Este era el mensaje inequívoco de Oppenheimer y Snyder.

¿Se debe esta congelación de la implosión a alguna fuerza inesperada de la relatividad general en el interior de la estrella? No, en absoluto, advirtieron Oppenheimer y Snyder. Más bien se debe a la dilatación gravitatoria del tiempo (el frenado del flujo del tiempo) cerca de la circunferencia crítica. Tal como lo ven los observadores estáticos, el tiempo en la superficie de la estrella en implosión debe fluir cada vez más lentamente cuando la estrella se aproxima a la circunferencia crítica; y, consiguientemente, cualquier cosa que ocurre sobre o en el interior de la estrella, incluyendo su implosión, debe aparecer como si el movimiento se frenara poco a poco hasta congelarse.

Por extraño que esto pueda parecer, aún había otra predicción más extrañas de las fórmulas de Oppenheimer y Snyder: si bien es cierto que vista por observadores externos estáticos la implosión se congela en la circunferencia crítica, no se congela en absoluto vista por los observadores que se mueven hacia adentro con la superficie de la estrella. Si la estrella tiene una masa de algunas masas solares y empieza con un tamaño aproximado al del Sol, entonces vista desde su propia superficie implosiona hacia la circunferencia crítica en aproximadamente una hora, y luego sigue implosionando más allá de la criticalidad hacia circunferencias más pequeñas.

Allá por el año 1939, cuando Oppenheimer y Snyder descubrieron estas cosas, los físicos ya se habían acostumbrados al hecho de que el tiempo es relativo; el flujo del tiempo es diferente medido en diferentes sistemas de referencia que se mueven de diferentes formas a través del Universo. Claro que, nunca antes había encontrado nadie una diferencia tan extrema entre sistemas de referencia. Que la implosión se congele para siempre medida en el sistema externo estático, pero continúe avanzando rápidamente superando al punto de congelación medida en el sistema desde la superficie de la estrella era extraordinariamente difícil de comprender. Nadie que estudiara las matemáticas de Oppenheimer y Snyder se sentía cómodo con semejante distorsión extrema del tiempo. Pero ahí estaba, en sus fórmulas. Algunos podían agitar sus brazos con explicaciones heurísticas, pero ninguna explicación parecía muy satisfactoria. No sería completamente entendido hasta finales de los cincuenta.

Fue Wheeler el que discrepó del trabajo de Oppenheimer y Snyder, alegando, con toda la razón que, cuando ellos habían realizado su trabajo, habría sido imposible calcular los detalles de la implosión con una presión realista (presión térmica, presión de degeneración y presión producida por la fuerza nuclear), y con reacciones nucleares, ondas de choque, calor, radiación y expulsión de masa. Sin embargo, los trabajos desde las armas nucleares de los veinte años posteriores proporcionaron justamente las herramientas necesarias.

Presión, reacciones nucleares, ondas de choque, calor radiación y expulsión de masa eran todas ellas características fundamentales de una bomba de hidrógeno; sin ellas, una bomba no explosionaría. A finales de los años cincuenta, Stirling Colgate quedó fascinado por el problema de la implosión estelar. Con el apoyo de Edward Teller, y en colaboración con Richard White y posteriormente Michael May, Colgate se propuso simular semejante implosión en un ordenador. Sin embargo, cometieron un error, mantuvieron algunas de las simplificaciones de Oppenheimer al insistir desde el principio en que la estrella fuera esférica y sin rotación, y, aunque tuvieron en cuenta todos los argumentos que preocupaban a Wheeler, aquello no quedó perfeccionado hasta después de varios años de esfuerzo y, a comienzo de los años sesenta ya estaban funcionando correctamente.

Un día a principio de los años sesenta, John Wheeler entró corriendo en la clase de relatividad de la Universidad de Princeton. Llegaba un poco tarde, pero sonreía con placer. Acababa de regresar de una visita a Livermore donde había visto los resultados de las simulaciones recientes de Colgate y su equipo. Con excitación en su voz dibujó en la pizarra un diagrama tras otro explicando lo que sus amigos de Livermore habían aprendido.

Cuando la estrella en implosión tenía una masa pequeña, desencadenaba una implosión de supernova y formaba una estrella de neutrones precisamente en la forma que Fritz Wicky había especulado treinta años antes. Sin embargo, si la estrella original era más masiva lo que allí se producía (aparte de la explosión supernova) era un agujero negro notablemente similar al altamente simplificado  modelo que veinticinco años  calcularon Oppenheimer y Snyder. Vista desde fuera, la implosión se frenaba y se quedaba congelada en la circunferencia crítica, pero vista por alguien en la superficie de la estrella, la implosión no se congelaba en absoluto. La superficie de la estrella se contraía a través de la circunferencia crítica y seguía hacia adentro sin vacilación.

Lo cierto fue que allí, por primera vez, se consiguió simular por ordenador la implosión que debía producir agujeros negros. Está claro que la historia de todo esto es mucho más larga y contiene muchos más detalles que me he saltado para no hacer largo el trabajo que, en realidad, sólo persigue explicar a ustedes de la manera más simple posible, el trabajo que cuesta obtener los conocimientos que no llegan (casi nunca) a través de ideas luminosas, sino que, son el resultado del trabajo de muchos.

Hoy, sabemos mucho más de cómo finaliza sus días una estrella y, dependiendo de su masa, podemos decir de manera precisa que clase de Nebulosa formará, que clase de explosión (si la hay) se producirá, y, finalmente, si el resultado de todo ello será una estrella enana blanca que encuentra su estabilidad final por medio del Principio de exclusión de Pauli (en mecánica cuántica)que se aplica a los fermiones pero no a los Bosones (son fermiones los quarks, electrones, protones y neutrones), en virtud del cual dos partículas idénticas en un sistema, como los electrones en un átomo o quarks en un hadrón (protón o neutrón, por ejemplo), no pueden poseer un conjunto idéntico de números cuánticos.

A partir de ese principio, sabemos que, cuando una estrella como nuestro Sol deja de fusionar Hidrógeno en Helio que hace que la estrella deje de expandirse y quede a merced de la Gravedad, ésta implosionará bajo el peso de su propia masa, es decir, se contraerá sobre sí misma por la fuerza gravitatoria pero, llegará un momento en el cual, los electrones, debido a ese principio de exclusión de Pauli que les impide estar juntos, se degeneran y se moverán de manera aleatoria con velocidades relativista hasta el punto de ser capaces de frenar la fuerza provocada por la gravedad, y, de esa manera, quedará estabilizada finalmente una estrella enana blanca. Si la estrella original es más masiva, la degeneración de los electrones no será suficiente para frenar la fuerza gravitatoria y, los electrones se fusionaran con los protones para convertirse en neutrones que, bajo el mismo principio de exclusión sufrirán la degeneración que frenará la fuerza de gravedad quedando entonces una estrella de neutrones. Por último, si la estrella es, aún más masiva, ni la degeneración de los neutrones será suficiente para frenar la inmensa fuerza gravitatoria generada por la masa de la estrella que, continuará la implosión contrayéndose cada vez más hasta desaparecer de nuestra vista convertida en un agujero negro del que ya hemos hablado estos días ampliamente.

emilio silvera

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