Para el topólogo, un nudo es una curva continua, cerrada y sin puntos dobles. Esta curva está situada en un espacio de tres dimensiones y se admite que pueda ser deformada, estirada, comprimida, aunque está “prohibido” hacerle cortes. Cuando se puede, a través de diversas manipulaciones, se pasa de un nudo a otro y se dice que son equivalentes. Claro que, algunos se abstraen en cuestiones con otras, al parecer, no relacionadas.

Un viejo amigo bromeaba diciendo que el Andante en do menor de la Sinfonía Concertante de Mozart conseguía devolverle a su intimidad anímica de partida, y que por eso, en su opinión, plasmaba de forma inefable el tiempo cíclico, o mejor aún, una CTC (“curva de género de tiempo cerrada”). Y transcurridos los doce minutos que dura ese movimiento, volvíamos a escucharlo una vez más. Mientras, discutíamos sin cesar sobre el tiempo, esa abstracción de la Mente que nadie ha sabido explicar.

                                                       No es bueno perder la perspectiva

Hay un tiempo para cada cosa. Un tiempo para soñar, inconmensurable, un tiempo para vivir, siempre corto, un tiempo para filosofar, misterioso,…, y un tiempo para la ciencia, sujeto a número.

Me gustaría empezar definiendo el tiempo, pero no sé. Sesudos pensadores, como Platón y Aristóteles, lo ensayaron con brillantez. El tiempo es una imagen móvil de la eternidad. Esta imagen es eterna, pero se mueve según número, dirá Platón en el TIMEO. El tiempo es el número de movimiento según el antes y el después…El tiempo no es movimiento, sino movimiento en tanto en cuanto admite enumeración. El tiempo es una especie de número. El tiempo es obviamente aquello que se cuenta, no aquello con lo cual contamos, escribirá Aristóteles en su FÍSICA.

           Alguna vez, en simbiosis con la Naturaleza, podemos sentir como se ha parado el tiempo

Son definiciones muy sugestivas, aunque teñidas de circularidad: movimiento en el tiempo, tiempo a través del movimiento. Agustín de Hipona vio esto claramente. Célebre es asimismo su declaración: Si nemo a me quaerat, scio; si quaerenti explicari velim, nescio (CONFESIONES). En uno de los análisis más penetrantes del tema, sugirió Agustín la Mente como fuente de tiempo: En ti es, mente mía, donde mido los tiempos.

Time is what happens when nothing else happens, afirma Feynman; para a continuación advertir que toda definición del tiempo es necesariamente circular, y que lo importante no es decir qué es el tiempo, sino decir cómo se mide lo que llamamos tiempo. En su enciclopédico tratado sobre la gravitación, Misner, Thorne y Wheeler nos recuerdan de forma sencilla y profunda lo que toda medida del tiempo físico debe cumplir: Time is defined so that motion looks simple.

El tiempo es un concepto inventado por el hombre para ordenar, primero, sus sensaciones y actos, y luego, los fenómenos. Decían los escolásticos: Tempus est ens rationis cum fundamento in re. La primera unidad natural debió ser el día, por la ciclidad conspicua de las salidas del Sol. Los grandes avances científicos y tecnológicos a lo largo de los siglos han estado vinculados a los adelantos en la precisión con que se ha ido midiendo el tiempo. Hoy disponemos de relojes que aseguran un segundo en 20 millones de años, y el paso de la femtoquímica a la attofísica empieza a ser una realidad.

                   La sensación engañosa de que todo sigue igual, de que es eterno…

No pocas veces nos podemos ver perdidos en la vorágine de lo que llamamos tiempo, algo tan enorme que, en realidad, no sabemos lo que es. No lo hemos llegado a comprender, y, por si fuera poco, tampoco sabemos, si en realidad existe.

El tiempo antes de Einstein no era lo que después él postulaba

La física nació en torno al tiempo. Las regularidades en los ciclos astrales permitieron al acierto en las predicciones apoyadas en esta periodicidad, y con ello despertó sin duda la confianza del hombre en la racionalidad, inclinándole a escoger el cosmos frente al caos.

Breve historia de la medida del tiempo

La longitud de las sombras fue uno de los primeros métodos usados para fijar las horas. En el Museo Egipcio de Berlín hay un fragmento de piedra que posiblemente sea de un reloj de sol de alrededor de 1500 a.C. Los babilonios desarrollaron los relojes de sol, y se dice que el astrónomo Anaximandro de Mileto los introdujo en Grecia en el siglo VI a.C.

En el siglo II a C, Eratóstenes, de la biblioteca de Alejandría, concibió y llevó a cabo la primera medida de las dimensiones de la Tierra de la que se tiene noticia. En el Año Internacional de la Astronomía, una de las actividades que se llevaron a cabo fue, precisamente averiguar el radio terrestre por el mismo método.

Aparte de relojes de sol, en la antigüedad se usaron también relojes de arena, de agua, cirios y lámparas de aceite graduadas.

En la segunda mitad del siglo XIII aparecen los primeros relojes mecánicos. Su precisión era muy baja (10-20%). En el XIV se mejoran, con el invento del escape de rueda catalina, y ya se alcanzan precisiones de 20 a 30 minutos por día (1-2%). Por allá al año 1345 se empieza a dividir las horas en minutos y segundos.

El tiempo físico asoma en el siglo XIV, en el Merton College Oxford y luego en la Universidad de París, con Oresme. Se representa en una línea horizontal, mientras en vertical se disponen las cualidades variables. Son los primeros gráficos de función (en este caso, función del tiempo). La cinemática celeste brinda un buen reloj a través de la segunda ley de Kepler, midiendo tiempos mediante áreas. La ley armónica de Kepler permitirá medirlos a través de longitudes. Galileo desarrolló la cinemática terrestre, y sugirió el reloj de péndulo. A Huygens debemos la técnica de medida del tiempo que ha llegado a nuestros días, y que suministró relojes más precisos y transportables mediante volantes oscilatorios acoplados a resortes de calidad.

Diseño del reloj de péndulo de Huygens, 1656 (imagen de dominio público).

La importancia, no sólo científica sino económica, de disponer de relojes precisos y estables, queda reflejada en el premio ofrecido por el gobierno inglés de la reina Ana en 1714, que dispuso that a reward be settled by Parliament upon such person o persons as shall discover a more certain and practicable method of ascertainig longitude that any yet in practice. La recompensa era de 20, 000 libras para el que presentara un cronómetro capaz de determinar la longitud con error menor de 30´ de arco al término de un viaje a las Indias occidentales, equivalente a mantener el tiempo con error menor de 2 minutos tras seis semanas de viaje. Se la llevó casi medio siglo después el relojero británico John Harrison (1693-1776), con un reloj, conocido como H4, que incorporaba correcciones por variación en la temperatura, y que en un primer viaje de 81 días desde Porstmouth a Puerto Real (Jamaica) en 1761-62 se retrasó 5 s, esto es, de precisión 10⁻⁶ (10; 44).

Después se pasó a los de diapasón, de aquí a los de cuarzo, y hoy los atómicos ofrecen precisiones desde 10⁻¹² – 10⁻¹⁵ (Cs) hasta 10⁻¹⁶ (máser de H).

Una red de relojes atómicos de cesio, sincronizados mediante ondas de radio, velan actualmente por la exactitud de la hora sobre el planeta. Como señala Davies (10), ya no nos sirve como cronómetro el giro de la Tierra alrededor de su eje. Aunque durante siglos ha sido este viejo trompo un magnífico reloj de referencia, la falta de uniformidad de su giro (las mareas, por ejemplo, lo frenan incesantemente y alargan con ello el día en un par de milésimas de segundo por siglo, perceptible para los finos cronómetros actuales), y otras desviaciones estacionales, cuantitativamente similares a estos retrasos seculares, pero irregulares y de signo variable, son circunstancias que en conjunto obligan a añadir al tiempo civil un segundo intercalar cada uno o dos años (el último lo fue el 1 de enero de 1999, a las 0 horas) con el fin de remediar la asincronía entre los tiempos atómicos y los días astronómicos. El día no tiene 86 400 s justos (donde el segundo se define como la duración de 9 192 631 770 períodos de una determinada vibración de los átomos de Cs. Hoy la tecnología alcanza precisiones fabulosas: relojes que en treinta millones de años se desviarían a lo sumo en un diminuto segundo, como el NIST-F1 (Boulder, Colorado).

Por norma general y para mayor exactitud del sistema, dentro del campo visual de cualquier receptor GPS siempre hay por lo menos 8 satélites presentes. Cada uno de esos satélites mide 5 m de largo y pesa 860 kg . La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosadas a sus costados. Están equipados con un transmisor de señales codificadas de alta frecuencia, un sistema de computación y un reloj atómico de cesio, tan exacto que solamente se atrasa un segundo cada 30 mil años.

La posición que ocupan los satélites en sus respectivas órbitas facilita que el receptor GPS reciba, de forma constante y simultánea, las señales de por lo menos 6 u 8 de ellos, independientemente del sitio donde nos encontremos situado. Mientras más señales capte el receptor GPS, más precisión tendrá para determinar las coordenadas donde se encuentra situado.

Incluso hay relojes de pulsera comerciales (receptores de señales de radio) con precisión de un segundo por millón de años garantizada por un reloj atómico en una lejana estación. La naturaleza de altísima precisión: la estabilidad del púlsar binario b1855+09 puede ser de unas partes en 10¹⁵ o incluso mejor.

El tiempo en Newton:

En los PRINCIPIA, Newton empieza con una renuncia a definir el tiempo: El tiempo, el espacio, el lugar y el movimiento son de todos bien conocidos. Y no los defino. Pero digo que el vulgo no concibe esas cantidades más que por su relación a cosas sensibles. Para evitar ciertos prejuicios que de aquí se originan, es conveniente distinguirlas en absolutas y relativas, verdaderas y aparentes, matemáticas y vulgares.

A continuación, sin embargo, Newton se arrepiente de su primer impulso y aclara: El tiempo absoluto, verdadero y matemático, de suyo y por su propia naturaleza fluye uniformemente sin relación a nada externo y se llama también duración: el tiempo relativo, aparente y vulgar es cualquier medida sensible y externa (exacta o no uniforme) de la duración por medio del movimiento y se usa vulgarmente en lugar del tiempo verdadero: tal como la hora, el día, el mes, el año.

Sabemos del fluir del tiempo por el cambio que se produce en nuestro Universo, en el Mundo, en Nuestras Vidas. Con el paso del Tiempo las cosas cambian y nada permanece. Por eso sabemos que está ahí

¿Qué significa que el tiempo fluye? ¿Qué el tiempo “se mueve en el tiempo”? De nuevo la pescadilla mordiéndose la cola. El absolutismo del tiempo newtoniano recibió encendidas críticas. Leibniz opuso su idea de espacio y tiempos puramente relativos, el primero como un orden de coexistencia, el segundo como un orden de sucesiones de las cosas; ambos, espacio y tiempo, son phœnomena bene fundata. Los argumentos dinámicos con que Newton arropa su tesis de la naturaleza absoluta de la rotación y con ello la de un espacio absoluto, apoyo posterior para el tiempo absoluto, también hallan fuertes objeciones. Para Berkeley esas razones de Newton lo único que muestran es la importancia del giro respecto de las masas lejanas del Universo y no respecto de un espacio absoluto, que él no acepta. Ernst Mach, en la segunda mitad del XIX, insistirá decididamente en este punto de vista, y desde su positivismo acosará los absolutos newtonianos. De “medieval”, “no científico”, “metafísico”, tilda Mach a Newton: No tenemos derecho a hablar de un tiempo “absoluto”: de un tiempo independiente de todo cambio. Tal tiempo absoluto no puede medirse por comparación con ningún movimiento; por tanto no tiene valor práctico ni científico, y nadie tiene derecho a decir que sabe algo de él. Es una concepción metafísica vana.

El tiempo en Einstein:

El tiempo newtoniano, absoluto, el nos es familiar, tuvo que dejar paso al tiempo einsteniano, mutable y relativo, con tantos “ahora” por suceso cuantos estados de movimiento mutuo imaginemos.

El tercero de los trabajo enviados por Albert Einstein (AE) en su Annus Mirabilis de 1905 a Annalen der Physik lleva por título “Zur Elektrodynamik Bewegter Körper” (“Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”). Junto con el quinto, titulado “Ist der Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?” (“¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?”), constituyen lo que hoy se llama TEORÍA ESPECIAL DE LA RELATIVIDAD.

                             Velocidad de la luz desde la Tierra a la Luna, situada a más de 380.000 km.

Da Albert Einstein un par de razones para justificar su tercer trabajo:

1. La insatisfacción que le produce la asimetría en la descripción maxwelliana de los fenómenos electromagnéticos: la acción entre un conductor y un imán depende solo del movimiento relativo entre ambos, pero la teoría de Maxwell distingue entre el caso de conductor en reposo y el caso de imán en reposo: a) En el primer caso el campo magnético móvil engendra un campo eléctrico, con una energía determinada, que a su vez produce corrientes en el conductor en reposo. b) En el segundo caso, no se produce ningún campo electrónico, sino una fuerza electromotriz en el conductor, sin energía asociada, que engendra una corriente como en el caso anterior.
2. La incapacidad de la óptica y del electromagnetismo (EM) para detectar el movimiento respecto del lichtmedium, es decir, de un inercial privilegiado. Esto le sugiere que la óptica y el EM tienen las mismas ecuaciones en todos los inerciales (sistemas en los que las leyes de la mecánica de Newton son las mismas). Y AE eleva esto a un principio, que llama “Prinzip der Relativität”, y le añade un compañero, aparentemente incompatible con él: “La velocidad de la luz en vacío es siempre la misma, con independencia del estado de movimiento del cuerpo emisor”

¿Será ese de arriba el rayo de luz de Einstein, o, por el contrario, será un asteroide que se nos viene encima?

Siendo todavía muy joven, en 1895-1896, ya le preocupaba el EM y la luz, como recordaba en 1955: “Si persiguiéramos a la velocidad de la luz un rayo de luz, veríamos una onda independiente del tiempo. ¡Tal cosa, sin embargo, no existe! Este fue el primer experimento mental, infantil, en relación con la teoría especial de la relatividad”.

Este tercer trabajo de Einstein en 1905 no contiene ninguna referencia a otros trabajos, ni suyos ni de otros (como Lorentz o Poincaré).

Consciente de que su postulado de la constancia de la velocidad de la luz choca frontalmente con la ley galileana de adición de velocidades, Albert Einstein revisa los cimientos de la Física, empezando por definir físicamente y con sumo cuidado el concepto de Gleichzeitigkeit o simultaneidad entre sucesos. Considera un sistema inercial, para el que supone válida la geometría euclidiana para calcular distancias entre objetos estacionarios a través de sus coordenadas respecto de sus ejes cartesianos. Si A, B son dos observadores estacionarios, provistos de relojes iguales, y A (B) manda una señal luminosa a B (A), quien la devuelve sin tardanza a A (B), diremos que el reloj de A está sincronizado con el reloj de B si

t(B) – t(A) = t’(A) – t(B),

donde t(A) es el tiempo marcado por el reloj de A cuando envía la señal a B, t(B) lo que marca el reloj de B al llegarle la señal de A y reemitirla, y t’(A) la lectura del reloj de A al recibir la devolución de B.

No parece el mejor método para medir la velocidad de la luz, el empleado por Galileo. Claro que, en aquellos tiempos…¿Qué se podía hacer?

Supone Albert Einstein que esta definición no lleva a contradicciones, que es en principio posible entre cualquier par de observadores estacionarios en el inercial, y que la relación de sincronización anterior es de equivalencia: Si A está sincronizada con B, también B lo está con A, y si además B lo está con C, también A y C lo están. A esto le siguen ecuaciones que quiero obviar para no dar complejidad al trabajo.

No existe “el” presente

Pasa Albert Einstein a enunciar con precisión el principio de relatividad y el postulado de la constancia de la velocidad de la luz en el vacío:

1. Las leyes que rigen los cambios de los sistemas físicos son las mismas en todos los inerciales.
2. Todo rayo de luz se mueve en cualquier inercial con una misma velocidad, c, independientemente del movimiento de su fuente.

Como consecuencia, demuestra que el concepto de sincronía, y por ende de simultaneidad, es relativo, no absoluto. La noción de “presente”, “ahora” o cualquier instante determinado depende del referencial inercial.

           Algunos incluso hablaron de ernegía taquiónica

¿Más rápido que la luz?

¿Existen partículas que se muevan con velocidad superior a la de la luz? Sí; por ejemplo, cualquier partícula que lleve en agua, a temperatura entre 0 y 50 ºC, una velocidad ν > c / n, n = 1.3, irá más deprisa en ese medio que los fotones del espectro visible. Lo mismo ocurre con la mayoría de los rayos cósmicos que llegan a la atmósfera; son superlumínicos en relación con la velocidad de la luz en el aire. Precisamente en esta posibilidad de rebasar la velocidad de la luz en un medio reside el efecto Cherenkov.

Lo que no se conocen son taquiones, o partículas que se muevan más deprisa que la luz en el vacío. Si existieran, podrían utilizarse para mandar información al pasado. Violando el orden causa-efecto. Por ello se “decreta” su inexistencia.

En fin, que la velocidad de la luz en el vacío, al menos que sepamos, es infranqueable. Es un límite impuesto por la Naturaleza al que habrá que vencer, no superándolo (que no se puede), sino mediante una artimaña física inteligente que logre burlar dicho límite.

Aparte de algún que otro añadido, el artículo (parcialmente expuesto aquí -se obviaron partes complejas), es del Físico de la Universidad Complutense D. Alberto Galindo Tixaire. Fue publicado en el Volumen 19, número 1 de la Revista Española de Física en 2005 Año Mundial de la Física

En realidad, un Homenaje a Einstein por haber pasado más de un siglo desde aquel acontecimiento memorable de la Relatividad Especial en el año 1.905 y estar a punto de cumplirse otro siglo desde su relatividad general de 1905. Dos acontecimientos que marcaron el camino de la Física y la Cosmología. Precisamente ahora, se cumplen los 100 años desde que Einstein diera al mundo la segunda parte de su Teoría.

emilio silvera

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¿Por qué la materia no puede moverse más deprisa que la velocidad de la luz? Porque cuando se acerca a las velocidades relativistas, es decir, la velocidad de la luz en el vacío, c, la energía inercial se convierte en masa y, al llegar a c (299.792,458 m/s), sería infinita.

                                 Fotones que salen disparados a la velocidad de c. ¿Qué podría seguirlos?

Para contestar esta pregunta hay que advertir al lector que la energía suministrada a un cuerpo puede influir sobre él de distintas maneras. Si un martillo golpea a un clavo en medio del aire, el clavo sale despedido y gana energía cinética o, dicho de otra manera, energía de movimiento. Si el martillo golpea sobre un clavo, cuya punta está apoyada en una madera dura e incapaz de moverse, el clavo seguirá ganando energía, pero esta vez en forma de calor por rozamiento al ser introducido a la fuerza dentro de la madera.

                           El Tiempo se dilata o ralentiza cuando viajamos a la velocidad de la luz

Albert Einstein demostró en su teoría de la relatividad especial que la masa cabía contemplarla como una forma de energía (E = mc².) Al añadir energía a un cuerpo, esa energía puede aparecer en la forma de masa o bien en otra serie de formas.

En condiciones ordinarias, la ganancia de energía en forma de masa es tan increiblemente pequeña que sería imposible medirla. Fue en el siglo XX (al observar partículas subatómicas que, en los grandes aceleradores de partículas, se movían a velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo) cuando se empezaron a encontrar aumentos de masa que eran suficientemente grandes para poder detectarlos. Un cuerpo que se moviera a unos 260.000 Km por segundo respecto a nosotros mostraría una masa dos veces mayor que cuando estaba en reposo (siempre respecto a nosotros).

                No un pulsar tampoco puede ser más rápido que la luz

La energía que se comunica a un cuerpo libre puede integrarse en él de dos maneras distintas:

1. En forma de velocidad, con lo cual aumenta la rapidez del movimiento.
2. En forma de masa, con lo cual se hace “más pesado”.

La división entre estas dos formas de ganancia de energía, tal como la medimos nosotros, depende en primer lugar de la velocidad del cuerpo (medida, una vez más, por nosotros).

Si el cuerpo se mueve a velocidades normales, prácticamente toda la energía se incorpora a él en forma de velocidad: se moverá más aprisa sin cambiar su masa.

A medida que aumenta la velocidad del cuerpo (suponiendo que se le suministra energía de manera constante) es cada vez menor la energía que se convierte en velocidad y más la que se transforma en masa. Observamos que, aunque el cuerpo siga moviéndose cada vez más rápido, el ritmo de aumento de velocidad decrece. Como contrapartida, notamos que gana más masa a un ritmo ligeramente mayor.

En gracia quizás podamos superarla pero, en velocidad…no creo, c es el tope que impone el Universo para la velocidad. No podremos viajar nunca a mayor velocidad ni transmitir mensajes superando a c.

Al aumentar aún más la velocidad y acercarse a los 299.792’458 Km/s, que es la velocidad de la luz en el vacío, casi toda la energía añadida entra en forma de masa. Es decir, la velocidad del cuerpo aumenta muy lentamente, pero la masa es la que sube a pasos agigantados. En el momento en que se alcanza la velocidad de la luz, toda la energía añadida se traduce en masa que, llegado a cierto límite, podría ser infinita y, como infinito no hay nada, nos quedamos con que nunca, nada, podrá sobrepasar esa velocidad.

El cuerpo no puede sobrepasar la velocidad de la luz porque para conseguirlo hay que comunicarle energía adicional, y a la velocidad de la luz toda esa energía, por mucha que sea, se convertirá en nueva masa, con lo cual la velocidad no aumentaría ni un ápice.

Todo esto no es pura teoría, sino que tal como ha sido comprobado, es la realidad de los hechos.

¿Que velocidad podría ser la de la luz en otros mundos paralelos que pudieran existir fuera de nuestro universo?

            Ninguna nave, por los medios convencionales, podrá nunca superar la velocidad de la luz

La velocidad de la luz es la velocidad límite en el universo. Cualquier cosa que intente sobrepasarla adquiriría una masa infinita, y, siendo así (que lo es), nuestra especie tendrá que ingeniarse otra manera de viajar para poder llegar a las estrellas, ya que, la velocidad de la luz nos exige mucho tiempo para alcanzar objetivos lejanos, con lo cual, el sueño de llegar a las estrellas físicamente hablando, está lejos, muy lejos. Es necesario encontrar otros caminos alejados de naves que, por muy rápida que pudieran moverse, nunca podrían transpasar la velocidad de la luz, el principio que impone la relatividad especial lo impide, y, siendo así, ¿cómo iremos?

La velocidad de la luz, por tanto, es un límite en nuestro universo; no se puede superar. Siendo esto así, el hombre tiene planteado un gran reto, no será posible el viaje a las estrellas si no buscamos la manera de esquivar este límite de la naturaleza, ya que las distancias que nos separan de otros sistemas solares son tan enormes que, viajando a velocidades por debajo de la velocidad de la luz, sería casi imposible alcanzar el destino deseado.

De momento sólo con los Telescopios podemos llegar tan lejos. Ahí han captado la galaxia más lejana del Universo

Los científicos, físicos experimentales, tanto en el CERN como en el FERMILAB, aceleradores de partículas donde se estudian y los componentes de la materia haciendo que haces de protones o de muones, por ejemplo, a velocidades cercanas a la de la luz choquen entre sí para que se desintegren y dejen al descubierto sus contenidos de partículas aún más elementales. Pues bien, a estas velocidades relativistas cercanas a c (la velocidad de la luz), las partículas aumentan sus masas; sin embargo, nunca han logrado sobrepasar el límite de c, la velocidad máxima permitida en nuestro universo.

Es preciso ampliar un poco más las explicaciones anteriores que no dejan sentadas todas las cuestiones que el asunto plantea, y quedan algunas dudas que incitan a formular nuevas preguntas, como por ejemplo: ¿por qué se convierte la energía en masa y no en velocidad?, o ¿por qué se propaga la luz a 299.793 Km/s y no a otra velocidad?

Sí, la Naturaleza nos habla, simplemente nos tenemos que parar para poder oír lo que trata de decirnos y, entre las muchas cosas que nos dice, estarán esos mensajes que nos indican el camino por el que debemos coger para burlar a la velocidad de la luz, conseguir los objetivos y no vulnerar ningún principio físico impuesto por la Naturaleza.

La única respuesta que podemos dar hoy es que así, es el universo que nos acoge y las leyes naturales que lo rigen, donde estamos sometidos a unas fuerzas y unas constantes universales de las que la velocidad de la luz en el vacio es una muestra.

A velocidades grandes cercanas a la de la luz (velocidades relativistas) no sólo aumenta la masa del objeto que viaja, sino que disminuye también su longitud en la misma dirección del movimiento (contracción de Lorentz) y en dicho objeto y sus ocupantes – si es una nave – se retrasa al paso del tiempo, o dicho de otra manera, el tiempo allí transcurre más despacio.

A menudo se oye decir que las partículas no pueden moverse “más deprisa que la luz” y que la “velocidad de la luz” es el límite último de velocidad. Pero decir esto es decir las cosas a medias, porque la luz viaja a velocidades diferentes dependiendo del medio en el que se mueve. Donde más deprisa se mueve la luz es en el vacío: allí lo hace a 299.792’458 Km/s. Este sí es el límite último de velocidades que podemos encontrar en nuestro universo.

                                       Fotones emitidos por un rayo coherente conformado por un láser

Tenemos el ejemplo del fotón, la partícula mediadora de la fuerza electromagnética, un bosón sin masa que recorre el espacio a esa velocidad antes citada. Hace no muchos días se habló de la posibilidad de que unos neutrinos hubieran alcanzado una velocidad superior que la de la luz en el vacío y, si tal cosa fuera posible, o, hubiera pasado, habríamos de relagar parte de la Teoría de la Relatividad de Einstein que nos dice lo contrario y, claro, finalmente se descubrió que todo fue una falsa alarma generada por malas mediciones. Así que, la teoría del genio, queda intacta.

¡La Naturaleza! Hay que observarla para aprender de ella.

emilio silvera

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¡EL UNIVERSO!

Así hemos denominado a este inmenso lugar en el que somos una ínfima brizna, menos que nada, comparado con la inmensidad del lugar que lo conforma todo.

Todo lo que existe, cúmulos de estrellas, inmensos cúmulos de galaxias, sistemas planetarios y Nebulosas, agujeros negros, estrellas de neutrones… Todo lo que existe, incluso la Vida, está aquí

Ante esta inmensidad el Ser Humano se siente humilde, y, a pesar de todo lo que ha llegado a comprender, sabe que las preguntas son muchas más que las respuestas, la ignorancia está con nosotros y sólo una pequeña parte del saber del “mundo” ha sido conquistado, y, son muchas las cosas por saber.

Inmensas Nebulosas que ocupan regiones de inconmensurables extensiones y en las que nace nuevas estrellas y nuevos sistemas planetarios, y, si en alguno de ellos se tiene la suerte de que se coloque en la zona habitable, transcurriendo el Tiempo, podría surgir la

Vida.

Aquellas primeras células replicantes que iniciaron la fascinante historia de la Vida y que, la evolución las hizo llegar hasta nosotros, seres pensantes y conscientes de Ser.

El acrónimo ADN (Ácido desoxiribonucleico; DNA en inglés) ha traspasado el dominio de los términos técnicos y especializados para convertirse en un icono cultural, algo que a todo el mundo le suena y que hasta se puede usar metafóricamente en frases hechas («lo lleva en su ADN»). La popularización de un término científico es, por supuesto, algo muy positivo, pero también conlleva un mayor peligro de que se haga mal uso de éste, al no conocerse de él apenas algo más que el propio acrónimo.

Ricardo Carpani (1930-1997) – Quiénes somos, de dónde venimos y adónde vamos.

Ese es uno de los motivos por los cuales es tan necesario divulgar y extender un conocimiento básico sobre qué es el ADN por toda la población. Otro motivo es, claro está, el hecho de que el ADN sea una entidad tan fundamental y relevante, tanto a un nivel biológico como a un nivel tecnológico.

Las «grandes preguntas» (¿quiénes somos? ¿de dónde venimos?) pasan por el ADN y por un cierto grado de entendimiento sobre qué es esta molécula y qué papel (¡esencial!) ha jugado en nuestra evolución y en nuestra naturaleza. Además, el ADN posee una gran importancia más allá del dominio de la curiosidad intelectual que nos lleva a querer entender el mundo a nuestro alrededor: las modernas tecnologías médicas y forenses basadas en el ADN hacen que la biología molecular tenga más que nunca un impacto de peso sobre nuestras vidas de una manera muy concreta y palpable.

Claro que aquí no tratamos sobre todo eso que sería objeto de un trabajo aparte. Aquí hablamos del Universo y de los fenómenos que en él ocurren y de los objetos que están presentes, y de la dinámica y actividad que van acompañados de fuerzas que no siempre hemos podido comprender.

Hemos mirado el Universo con la atención requerida tratando de desvelar secretos profundamente escondidos como, por ejemplo, la Entropía que tiene la misión, a medida que transcurre el Tiempo, de producir el deterioro en las cosas estén vivas o inerte.

La falta de conocimientos nos lleva a conjeturar, tratando de saber, y, las distintas Sociedades que a lo largo del Tiempo han sido, en la que estuvieron presentes grandes pensadores, trataron de profundizar en los secretos de la Naturaleza y, llegaron a pensar que, el Universo sabía que íbamos a venir, de ahí….

emilio silvera

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Científicos de todo el mundo calibran en Huelva (España) los equipos que miden el Agujero de Ozono

El Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en El Arenosillo,en el cinturón del espacio protegido de Doñana, se ha convertido en los últimos años centro de referencia para conocer el estado de salud del planeta

Este 2019, cuando se cumplen dos décadas de trabajo, la Campaña Internacional de Calibración e Intercomparación de instrumentos para la medida de ozono total y radiación solar ultravioleta que organizan la Agencia Estatal de Meteorología (Aemet), dependiente del Ministerio para la Transición Ecológica, y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), llega su 14 edición con la participación de 50 expertos de todos los continentes.

«La campaña ha ido creciendo en interés y países de todos los continentes quieren estar por el prestigio que ha alcanzado», subraya el científico del INTA y responsable de la campaña José Manuel Vilaplana. Japón. Corea o Canadá han tocado ya a las puertas de la estación de sondeos, punto de peregrinaje científico por las buenas infraestructuras, su posición geográfica y las bondades del clima de la zona.

Vilaplana destaca la importancia de los trabajos que se llevan a cabo en esta estación al Sur de España, en la que se encuentra la serie histórica más antigua de medición de ozono (desde 1980), ya que los equipos distribuidos por el mundo para mediciones en superficie, y que son además referencia para los instalados a bordo de satélites, se ajustan a la misma escala – manteniendo la trazabilidad con los patrones- y «resulta preciso verificar la estabilidad» de los mismos.

       Este es el lugar en el que se hacen las pruebas, un sitio privilegiado de la Naturaleza de Huelva

La infraestructura ubicada en Huelva se integra en la red de instrumentos de medida en tierra que, operando bajo protocolos comunes, analiza la evolución de la capa de ozono en el planeta.

De hecho, instrumentos como los que se manejan por Aemet e INTA en El Arenosillo y los que se acaban de calibrar permiten conocer con detalle cómo evoluciona este agujero cuya extensión, según los últimos datos de 2018, alcanzó un área similar a la de América del Norte (25 millones de km2), lo que ha supuesto un aumento tras la disminución que se observó en los dos precedentes.

El problema del agujero en la capa de ozono está por resolver, indican los expertos. «La evolución de la capa de ozono y el calentamiento global por los gases efecto invernadero se influyen mutuamente y la recuperación no va a ser igual en todos los sitios», señala el técnico de Aemet y responsable del Centro de Calibración Brewer del Observatorio Atmosférico de Izaña, Alberto Redondas.

«La recuperación que se observa del ozono, explica, se bebe de una parte a que hemos dejado de emitir sustancias que disminuían la capa, tras el tratado de Montreal, y otra la otra mitad se produce por el cambio climático».

Las mediciones que se vienen realizando son clave para los modelos de predicción a largo plazo. «Si no tenemos buenas mediciones, nadie puede saber cómo va a ser la evolución», afirma. A finales de agosto, cuandos e vuelva a formar el agujero durante la primavera austral, se tomará de nuevo el pulso a la capa de ozono.

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“Se han propuesto varios escenarios para su origen. Pueden ser estrellas masivas que ya no pueden desarrollar reacciones termonucleares en su núcleo, y que son incapaces de sostenerse por la presión de degeneración de los electrones, lo que las lleva a contraerse repentinamente (colapsar) y generar, en el proceso, una fuerte emisión de energía. Otro proceso más violento aún, capaz de generar destellos incluso mucho más intensos, puede suceder cuando una enana blanca miembro de un sistema binario cerrado, recibe suficiente masa de su compañera como para superar el límite de Chandrasekhar y proceder a la fusión instantánea de todo su núcleo: esto dispara una explosión termonuclear que expulsa casi todo, si no todo, el material que la formaba.

Después de este fenómeno explosivo se pueden producir dos casos: o la estrella es completamente destruída, o bien permanece su núcleo central que, a su vez, entra en colapso por sí mismo dando vida a un objeto muy macizo como una estrella de neutrones o un Agujero Negro. “

Imagen de Gizmodo Espacio

“Podemos desear que alguien nos lance no solo al espacio sino al límite del universo, hasta donde sea posible llegar para salir de este sueño febril que es la vida en la Tierra. Pero, ¿qué nos esperaría ahí arriba, en la frontera cosmológica? ¿Es acaso una frontera, o es más bien un tipo de techo inconcebiblemente alto? ¿Existe tal borde?”

“¿Se extiende el universo indefinidamente o por el contrario tendrá un “borde” en alguna parte? ¿Cómo es eso de que se está expandiendo? ¿Cómo fue el instante en que comenzó todo? ¿Tiene el universo capacidad de renovarse? ¿es eterno, sin origen ni fin? ¿Qué es la Energía Oscura?… En este aspecto nuestra generación es afortunada, pues estamos presenciando un periodo en el que las respuestas a tales preguntas, así como a otras tan inquietantes o más, nos vienen a la Mente cuando podemos contemplar imágenes maravillosas captadas por el Hubble y otros telescopios que nos llevan lejos de nuestro mundo.”

Él quería ver como sus congéneres salián de la Tierra hacia otros mundos, otros caminos que les liberaran de la confinación a la que estan sometidos en este pequeño planeta.

“Por otro lado, el conocimiento de nuevos objetos celestes nos está abriendo nuevas posibilidades y perspectivas que nos eran desconocidas hasta hace menos de diez años. Es más, si retrocedemos el tiempo hacia el 600 AEC comprobamos que el conocimiento del hombre sobre su entorno se reducía a un trozo de tierra plana que, por definición, no era demasiado extenso. Entonces… ¿cómo fue el proceso de raciocinio que permitió pasar desde la comprensión de un simple terruño a la infinitud y vastedad de un sistema que no deja de plantearnos preguntas y llegar a toparnos con lo inimaginable, aquello que junto a nosotros nos hace ver insignificantes?”

Recopilado de El Cedazo

“A veces, cuando hablamos del Universo, en realidad nos referimos a una parte muy concreta: el universo observable. Es decir, todo aquello cuya luz ha podido llegar hasta nuestro planeta. Pero, ¿hay algo más allá del universo observable? ¿Sabemos el qué? ¿qué tamaño tiene?”

¿Cuál es el tamaño del universo observable? Su radio es sencillo. Desde la Tierra, hay una distancia de algo más de 46.000 millones de años-luz al borde (es decir, la distancia que recorrería la luz en 46.000 millones de años). Su diámetro, por tanto, es de unos 93.000 millones de años-luz. Pero, quizá te estés preguntando, si el universo tiene 13.700 millones de años, ¿cómo es posible que su radio no sea ese, si nada puede viajar más rápido que la luz? Porque falta un ingrediente. La expansión del espacio. Sin él, estarías en lo correcto (también implicaría que el espacio es plano y estático), pero sabemos que no es así, prácticamente desde su nacimiento, el universo se expande. Hasta hace 5 mil millones de años, esa expansión parecía ir decelerando, pero desde ese entonces, estaría expandiéndose cada vez más rápido (es un fenómeno que atribuimos a algo llamado la energía oscura, pero eso será tema para otro artículo.”

Un trabajo publicado en arXiv pone en duda la tradicional teoría de la expansión del Universo. Las observaciones realizadas hasta el momento podrían deberse a cambios en las masas de las partículas.

La teoría sobre la expansión del Universo fue propuesta por Willem de Sitter, quien utilizaría la teoría general de la relatividad de Einstein para formular sus ideas. Su propuesta de que el Universo estaría en expansión incluía lo que se conoce como corrimiento al rojo con la distancia.

Como nos explicaban en Naukas, al medir la distancia entre las galaxias, se observa “una relación directa entre la distancia a estas y el corrimiento al rojo que presentaba su luz”.

Doctor en Física y Licenciado en Física y Matemáticas, Alberto Fernández Soto (Gijón, 1969) es científico titular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y miembro de la Unidad Asociada del Observatori Astronòmic de València y del Instituto de Física de Cantabria. Este investigador es miembro del Proyecto de Investigación de Excelencia Prometeo de la Generalitat Valenciana: “Pruebas Observacionales del Modelo Cosmológico Estándar”, es experto en la formación y evolución de las galaxias, así como en las observaciones de los inicios del Universo, y ha publicado más de setenta trabajos de investigación a nivel internacional. Es miembro del equipo científico de la Cámara Osiris (Gran Telescopio de Canarias), del telescopio robótico italiano REM en Chile y de los proyectos internacionales Alhambra (mapeo galáctico de profundidad), Mistici (observación de explosiones de rayos gamma cósmicos) y J-PAS (estudio de la energía oscura del universo).

Todos nos hemos planteado alguna vez si el espacio es infinito o, por el contrario, tiene límites.

          Distancia entre dos puntos inaccesibles

“El Universo tal y como lo entendemos es realmente infinito en todos los sentidos, abierto y no cerrado, pero también es finito por el tiempo, porque es más grande que la distancia que ha recorrido la luz desde el “Big Bang” hasta hoy. De ahí que todo lo que esté fuera de esa distancia sea aún inaccesible.”

Ultima Thule, conocido también como 2014 MU69, se encuentra a 6.400 millones de kilómetros de la Tierra. NASA/JHUAPL/SWRI. – Imagen de la Nebulosa del Cangrejo Austral, conseguida por el Telescopio Espacial Hubble. – NASA/ ESA

Creemos conocerlo pero… El Universo esconde muchos secretos que no hemos podido desvelar. La misma Gravedad se presta a dudas, no sabemos tiene un final, ese borde al que algunos se refieren, tampoco se está seguro del motivo de la expansión, y, en cuanto a la “materia oscura”… Las dudas son mayores, nadie sabe de qué está hecha, por qué no emite radiación ni se puede ver… ignorancia total.

Estaremos atentos a todo lo que se vaya desvelando y, aunque tengamos que retocar algunas teorías ahora bnien asentadas… Al menos podremos dejar las cosas de manera que reflejen una realidad más cerrcana a esa verdad que desconocemos.

emilio silvera

Muchos de los párrafos del trabajo han sido tomado de distintas fuentes.

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