En el Universo, cualquier cosa que imaginemos, podrá ser posible

Parménides, nacido hacia el año 515 a. de C. en Elea, (la actual Velia) en Italia meridional, entonces parte de Magna Grecia, quien inventó el primer método “filosófico” en el sentido en que hoy entendemos el término. Parménides prefería resolver las cosas a través de procesos mentales, es decir, mediante el pensamiento puro, lo que denominaba el noema. Al creer que ésta era una alternativa variable y viable a la observación científica, creó una división en al vida mental que se ha mantenido hasta nuestros días.

Era conocido como sofista, término que significa básicamente hombre sabio (sophos) o amante de la sabiduría (philo-sophos). Hoy el término moderno, filósofo, oculta su carácter práctico de los sofistas de la Grecia antigua.

El estudioso de los clásicos Michael Grant, dice que los sofistas fueron la primera forma de educación superior (al menos en el mundo de occidente) al convertirse en maestros que viajaban de un lado a otro impartiendo clases a cambio de unos honorarios. Las materias que enseñaban eran variadas y lo mismo daban clase de retórica (para discípulos futuros políticos, de asambleas del pueblo que, admiraban a los buenos oradores), la matemática, la lógica y la astronomía.

Los sofistas eran expertos en defender puntos de vista distintos y ello hizo con el tiempo, que prevaleciera el método de que la buena preparación nos puede llevar a la razón mediante la confrontación de ideas dispares.

El más famoso de los sofistas griegos fue Protágoras, nacido en Abdera, Tracia, hacia el año 490 a. de C., y, fallecido después de 421 o 411 a. de C., su escepticismo le hizo famoso. Él fue el que dijo: “el hombre es la medida de todas las cosas”.

Así fue como nació la Filosofía, pero los tres grandes filósofos griegos por excelencia fueron Sócrates, Platón y Aristóteles. Platón es el ejemplo de todas las ventajas y debilidades de la aproximación al mundo desde el “pensamiento puro”. Defendió la inmortalidad del Alma. Con gran ingenio, Platón consideró también la matematización de la Naturaleza. El cosmos, sostuvo, que a partir del caos fue creado y su orden es todo el Universo.

Unió la idea de Empédocles sobre las cuatro semillas de todo lo que existe-tierra, agua, fuego y aire- y las unió a la influencia de Pitágoras para considerar que todo era reducible a triángulos, la entidad básica del mundo. Atomización geométrica que explicaba tanto la estabilidad como el cambio.

Está claro que toda esta gente “pensaba”. Sócrates creía que su misión en el mundo era hacer pensar a la gente, así que, continuamente les planteaba acertijos y juegos mentales (lo mismo le gustaba hacer a Einstein 2500 años después). De Aristóteles hemos hablado muy ampliamente en otros trabajos y no es cosa de repetirse. Aquí nos limitamos ahora a dejar algunos datos sobre el origen de la cultura y el conocimiento científico y filosófico.

De Sófocles nos llegó las obras trágicas como Antígona o Edipo Rey y, junto con Esquilo y Eurípides, fueron los mejores autores de tragedias griegas que se conocen. Muchos de los frandes filósofos las consideraron como auténticas obras de arte en el ámbito de la literatura de fiscción que, en aquellos tiempos, siempre se acostumbraba a mezclar con realidades y leyendas.

Las tragedias griegas populares de Tespis, Frínico y otros, dieron paso a los tres grandes trágicos atenienses: Esquilo, Sófocles y Eurípides. Aristóteles consideraba que, Edipo rey, era la mejor obra de teatro que conocía debido a su tensión dramática y a su preocupación por la relación entre autoconocimiento e ignorancia. De hecho, la influencia de esta obra se extiende a nuestros días gracias a Freud y el complejo de Edipo. Sin embargo, el principal tema de Sófocles era que el hombre está con frecuencia atrapado por fuerzas que le superan.

Las obras de Homero y de los grandes trágicos estaban basadas en el mito entremezclado con una buena parte de historia real, pero nadie sabe a ciencia cierta cuánta. Sin embargo, parece que puede atribuirse a los griegos la invención de la Historia propiamente dicha, un relato de acontecimientos independiente del mito, si bien contada de manera muy distinta a como se recoge en nuestros días.

                    Busto de Heródoto

A Herodoto (480-425 a. de C.) por lo general, se le consideraba “el padre de la historia”, aunque parece que le gustaban los buenos relatos y al contar los sucesos se tomaba algunas licencias literarias que aumentaban y embellecían los hechos. Escribió sobre las guerras griegas (Atenas contra Esparta y las invasiones de Grecia por los ejércitos de los reyes persas).

Podríamos continuar en Grecia y con su gente, sin embargo, tengo que hablar de otras cosas, el legado Griego y los anteriores aquí referidos, son “los culpables” de que ahora estemos al nivel de conocimiento en el que nos encontramos. Además de los griegos, otros pueblos antes que ellos tambiñén dejaron su impronta.

Los grandes califas de Bagdad fueron el mismo al-Mansur, el segundo califa Abasí, Al-Mahdi, el tercero, y Harun al-Rashid (786-809) y su hijo aL-Ma’mun. (Aunque para entonces la ciudad de Bagdad había sido construida hacía relativamente poco tiempo, ya había pasado de casi no existir a ser el centro y un centro mundial de enorme riqueza e importancia internacional, único rival verdadero de Bizancio).

El palacio real ocupaba un tercio de la ciudad redonda y el lujo de su interior era legendario. La esposa y prima del califa “no toleraba en su mesa recipientes que no estuvieran hechos de oro o plata”, y se cuenta que en una ocasión, para recibir a unos dignatarios extranjeros, se realizó un desfile que incluyó la participación de un centenar de Leones.

Las crónicas de aquellos tiempos que han podido ser salvadas, dicen que en el salón del Árbol se construyeron pájaros de plata de tal forma que “gorgojearan automáticamente”. Los puertos de la ciudad siempre estaban llenos de naves procedentes de China, África y de la India. Gente de todo el mundo conocido acudía en tropel a Bagdad, su ubicación hacía que fuera fácil de alcanzar desde la India, Siria y, lo que era aún más importante, Grecia y el mundo helénico. En particular, estaba muy cerca de un centro de estudios admirable que para entonces ya existía al suroeste de Persia, en Gondeshapur.

A comienzos de siglo IX, el mundo islámico tuvo la fortuna de contar con un califa de mente abierta, al-Ma’mun, que acogió la idea de reconciliar el Corán con los criterios de la razón humana. Se dice que al Ma’mun tuvo un sueño (acaso el sueño más importante y afortunado de la historia) en el que se le aparecía Aristóteles, y debido a ello envió a sus emisarios a lugares alejados como Constantinopla en búsqueda de tantos manuscritos griegos como pudieran encontrar y fundó en Bagdad un centro dedicado a la traducción.

En algún momento de año 771 un viajero indio llegó a Bagdad llevando consigo un tratado de astronomía, un Siddhanta, que al-Ma’mun insistió en hacer traducir. Este tratado se conocería en la ciudad como el Sindhind. El mismo viajero traía también un tratado matemático, que introdujo un nuevo conjunto de numerales, el 1,2,3,4, etc., que es el que todavía utilizamos (antes de ello los números debían ser escritos siempre como palabras o usando letras del alfabeto). Estos números se denominarían luego numerales arábigos, aunque en la actualidad (al menos entre los matemáticos) se prefiere denominarlos numerales indios. La misma obra introdujo el cero, que quizá fue originalmente concebido en China. La palabra árabe para designar el 0, zep-hirum, es el origen de nuestras palabras “cifras” y “cero”.

Murió hacia el 850 en Bagdad (Hoy Irak)

El encargado de traducir ambas obras al árabe fue Muhammad ibn-Ibrahim al-Fazari, en cuyo trabajo se bazó en buena medida el famoso astrónomo musulman al-khwarizmi. Los árabes no se interesaron especialmente por la poesía, el teatro y las historias griegas. Tenían sus propias tradiciones literarias y sentían que éstas eran más que suficientes. No obstante, la situación era muy diferente en el caso de la medicina de Galeno, las matemáticas de Euclides y Ptolomeo, y la filosofía de Platón y Aristóteles.

El principal, o por lo menos el primer pensador musulman que concibió un cuadro general de las ciencias fue al-Farabi (sobre 950), cuyo catálogo Ihsa al-ulum, conocido en latín como De Scentiis, organizó las diferente disciplinas y saberes de la siguiente forma:

• ciencias lingüísticas.
• lógica.
• matemáticas (incluía la música).
• astronomía y la óptica.
• física.
• Metafísica,
• política.
• jurisprudencia, y
• teología.

Posteriormente, Ibn Sina dividiría las ciencias racionales en especulativas (que buscan la verdad) y prácticas (que buscan el bienestar).

En las principales ciudades islámicas se crearon bibliotecas y centros de estudio, basado en su mayoría en el modelo griego que los árabes habían descubierto tras conquistar Alejandría y Antioquia. La más famosa de estas instituciones fue la Casa de la Sabiduría (Batí al-Hikma) fundada por aL-Ma’mun en el año 833. Fueron innumerables las traducciones que allí se realizaron como la Física de los Griegos y los siete libros de anatomía de Galeno, o las obras de Platón, Hipócrates y otros como Euclides, Arquímedes, Ptolomeo (entre ellas el Almagesto) y Apolunio. Gracias a estos trabajos conocemos hoy un mayor número de obras griegas, ya que, desgraciadamente, con la barbaridad cometida al incendiar la biblioteca de Alejandría, perdimos un enorme tesoro de la Humanidad.

Por aquellos tiempos, ya gente como Ibn Qurra e Ibn Ishaq, midieron y calcularon para concluir que la Tierra era redonda. La situación en filosofía y literatura, áreas en las que el éxito de cristianos y paganos subrayaba lo abierta que era Bagdad, tampoco era diferente al movimiento de los demás disciplinas.

Abú Bishr Malta bin Yunus, un colega cercano del famoso al-Farabi y quien intentó reconciliar Aristóteles y el Corán, era cristiano y estudió en Bagdad. Uno de los poetas más importantes del siglo VII y comienzos del siglo VIII también era cristiano, Ghiyath ibn aL-salt, de cerca de al-Hirab, sobre el Éufrates, quien incluso fue llevado a la Meca por su califa. Aunque fue nombrado poeta de la Corte, se negó a convertirse, a renunciar a su adicción al vino y a llevar su cruz.

No es ningún secreto que la obra más famosa de la denominada literatura árabe, Alf Laylah wa-Laylah (Las mil y una noches), era en realidad una antigua obra persa. Hazar Afsana (un millar de cuentos), que contenía distintos relatos, muchos de los cuales eran de origen Indio. Con el paso del tiempo, se hicieron adiciones a esta obra, no sólo a partir de fuentes árabes, sino también griegas, hebreas, turcas y egipcias. La obra que hemos leído (casi) todos, en realidad, es un compendio de historias y cuentos de distintas nacionalidades, aunque la ambientación que conocemos, es totalmente árabe.

Además de instituciones de carácter académico como la Casa de la Sabiduría, el Islam desarrolló los hospitales tal como los conocemos hoy en nuestros días. El primero y más elaborado, fue construido en el siglo VIII bajo aL-Rashid (el Califa de Las Mil y una noches), ero la idea se difundió con rapidez. Los hospitales musulmanes de la Edad Media que existían en Bagdad, El Cairo o Damasco, por ejemplo, eran bastante complejos para la época. Tenían salas separadas para hombres y mujeres, salas especiales dedicadas a las enfermedades internas, los desordenes oftálmicos, los padecimientos ortopédicos, las enfermedades mentales y contaban con casa de aislamiento para casos contagiosos.

                         El primer hostpital psiquiátrico se construyó en Bagdad en el año 792

El Islam, en este campo, también estaba muy avanzado, e incluso tenían clínicas y dispensarios ambulantes y hospitales militares para los ejércitos. Allí, en aquel ambiente sanitario, surgió la idea de farmacia o apotema, donde los farmaceutas, tenían que aprobar un examen, antes de preparar y recetar medicamentos. La obra de Ibn al-Baytar Al-Jami’fi al-Tibb (Colección de dietas y medicamentos simples) tenía más de un millar de entradas basadas en plantas que el autor había recopilado alrededor de la costa mediterránea. La noción de sanidad pública también se debe a los árabes que, visitaban las prisiones para detectar y evitar enfermedades contagiosas.

Tapa del famoso Libro de Medicina de Razi. Imagen visitando  a un niño enfermo

 

Grandes médicos islámicos como Al-Razi, conocido en occidente por su nombre latino, Rhazes, nació en la ciudad persa de Rayi y en su juventud fue alquimista, después de lo cual se convirtió en erudito en distintas materias. Escribió cerca de doscientos libros, y aunque la mitad de su obra está centrada en la medicina, también se ocupó de temas teológicos, matemáticos y astronómicos. ¡Todo un personaje! Fue el primer médico Jefe del gran hospital de Bagdad. Se dice que para elegir el sitio de ubicación del hospital, primero colgó tiras de carne en distintos lugares de la ciudad, y, finalmente eligió aquel donde la carne era menos putrefacta.

La gran obra de al-Razi fue el AL-Hawi (El libro exhaustivo), una enciclopedia de veintitrés volúmenes de conocimientos médicos griegos, árabes, preislámicos, indios e incluso chinos.

El otro gran médico musulmán fue Ibn Sina, a quien conocemos mejor por su nombre latinizado, Avicena. Al igual que al-Razi, Avicena escribió doscientos libros, destacando la obra más famosa AL-Qanun (El canon) muy documentado e importante tratado.

Hasta aquí (aunque falta mucho), hemos hecho un recorrido por el pasado que, de vez en cuando es bueno recordar, y, en otra ocasión, continuaré contando hechos de civilizaciones y pueblos que nos precedieron y que posibilitaron que hoy nosotros, tengamos los conocimientos que de las cosas y, del mundo que nos rodea, tenemos.

emilio silvera

Fuente: IDEAS de Peter Watson

                    Las primeras estrellas aparecieron después de cientos de millones de años

Al principio, cuando el universo era simétrico, sólo existía una sola fuerza que unificaba a todas las que ahora conocemos, la gravedad, las fuerzas electromagnéticas y las nucleares débil y fuerte, todas emergían de aquel plasma opaco de alta energía que lo inundaba todo. Más tarde, cuando el universo comenzó a enfriarse, se hizo transparente y apareció la luz, las fuerzas se separaron en las cuatro conocidas, emergieron los primeros quarks para unirse y formar protones y neutrones, los primeros núcleos aparecieron para atraer a los electrones que formaron aquellos primeros átomos.Doscientos millones de años más tarde, se formaron las primeras estrellas y galaxias. Con el paso del tiempo, las estrellas sintetizaron los elementos pesados de nuestros cuerpos, fabricados en supernovas que estallaron, incluso antes de que se formase el Sol. Podemos decir, sin temor a equivocarnos, que una supernova anónima explotó hace miles de millones de años y sembró la nube de gas que dio lugar a nuestro sistema solar, poniendo allí los materiales complejos y necesarios para que algunos miles de millones de años más tarde, tras la evolución, apareciéramos nosotros.

« Conociendo el Universo

Un viaje: desde los átomos hasta las estrellas

 

Todo en el Universo tiene un principio y un final y, el mismo universo tuvo que nacer y evolucionar para que hoy podamos contemplar, mediante nuestros sofisticados telescopios, un universo en expansión lleno de galaxias que contienen estrellas nuevas y viejas estrellas, muchas de ellas rodeadas de mundos que, aún no hemos podido determinar de qué criaturas estarán poblados muchos de ellos.

Antes de que las imagenes de arriba fuese una realidad tuvieron que pasar millones de años. Hasta donde sabemos y el origen más aceptado para nuestro Universo es el de una inmensa explosión proveniente de una singularidad en la que la densidad y la energía eran “infinitas” y a partir de ahí, comenzó la gran aventura.

¡El Universo!

Antes de alrededor de un minuto y cuarenta segundos desde el comienzo del tiempo,  no hay núcleos atómicos estables.  El nivel de energía en el ambiente es mayor que la energía de unión nuclear. Por consiguiente, todos los núcleos que se forman, se destruyen de rápidamente.

Alrededor de un segundo desde el comienzo del tiempo, llegamos a la época de desacoplamiento de los neutrinos.  Aunque en esa época el Universo es más denso que las otras (y tan caliente como la explosión de una bomba de hidrógeno), ya ha empezado a parecer vacío a los neutrinos.  Puesto que los neutrinos sólo reaccionan a la fuerza débil, que tiene un alcance extremadamente corto, pueden escapar de sus garras y volar indefinidamente sin experimentar ninguna otra interacción.

Aunque parezca mentira, al día de hoy no sabemos, a ciencia cierta, como se formaron las galaxias

Así, emancipados, en lo sucesivo son libres de vagar por el Universo a su manera indiferente, volando a través de la mayor   de la materia como sino existiese. (Diez trillones de neutrinos atravesarán sin causar daños el cerebro y el cuerpo del lector en el tiempo que le lleve leer esta frase.  Y en el tiempo en que usted haya leído esta frase estarán más lejos que la Luna).

En menos de un siglo, el neutrino pasó de una partícula fantasma – propuesta en 1930 por el físico austríaco Wolfgang Pauli (1900-1958) a explicar el balance de energía en una forma de radioactividad,  el llamado decaimiento beta, en una sonda capaz de escrutar el interior de estrellas y de la propia Tierra.

De esa manera, oleadas de neutrinos liberados en un segundo después del big bang persiste aún después, formando una radiación cósmica de fondo de neutrinos semejante a la radiación de fondo de microondas producida por el desacoplamiento de los fotones.

Si estos neutrinos “cósmicos” (como se los llama para diferenciarlos de los neutrinos liberados más tarde por las supernovas) pudiesen ser observador por un telescopio de neutrinos de alguna clase, proporcionarían una visión directa del Universo cuando sólo tenía un segundo.

A medida que retrocedemos en el tiempo, el Universo se vuelve más denso y más caliente, y el nivel de  estructura que puede existir se hace cada vez más rudimentario.

Por supuesto, en ese tiempo, no hay moléculas, ni átomos, ni núcleos atómicos, y, a 10-⁶ (0.000001) de segundo después del comienzo del tiempo, tampoco hay neutrones ni protones.  El Universo es un océano de quarks libres y otras partículas elementales.

Si nos tomamos el de contarlos, hallaremos que por cada mil millones de antiquarks existen mil millones y un quark. La asimetría es importante.  Los pocos quarks en exceso destinados a sobrevivir a la aniquilación general quark-antiquark formaran todos los átomos de materia del Universo del último día.  Se desconoce el origen de la desigualdad; presumiblemente obedezca a la ruptura de una simetría materia antimateria en alguna etapa anterior.

            Como todo en el Universo, “él” también tuvo un principio u tendrá un final

Nos aproximamos a un tiempo en que las estructuras básicas de las leyes naturales, y no sólo las de las partículas y campos cuya conducta dictaban, cambiaron a medida que evolucionó el Universo.

La primera transición semejante se produjo en los 10^-11 de segundo después del comienzo del tiempo, cuando las funciones de las fuerzas débiles y electromagnéticas se regían por una sola fuerza, la electrodébil.  hay bastante energía ambiente para permitir la creación y el mantenimiento de gran de bosones w y z.

Estas partículas –las mismas cuya aparición en el acelerador del CERN verificó la teoría electrodébil– son las mediadoras intercambiables en las interacciones de fuerzas electromagnéticas y débiles, lo que las hace indistinguibles.  En ese tiempo, el Universo está gobernando sólo por tres fuerzas: la gravedad, la interacción nuclear fuerte y la electrodébil.

Más atrás de ese tiempo nos quedamos en el misterio y envueltos en una gran nebulosa de ignorancia.  Cada uno se despacha a su gusto para lanzar conjeturas y teorizar sobre lo que pudo haber sido.   Seguramente, en el futuro, será la teoría M (de supercuerdas) la que contestará esas preguntas sin respuestas ahora.

En los 10^-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las cósmicas son aún menos conocidas.  Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electrodébil y las fuertes.  Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.

En el universo temprano la primera materia (hidrógeno y Helio) era llevada por la fuerza de gravedad a conformarse en grandes conglomerados de gas y polvo que al interaccionar entre sí producían calor y formaron las primeras estrellas.

¿Como poder construir una ecuación que de respuestas a todas las preguntas?

Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 15.000 y 18.000 millones de años, cunado la perfecta simetría que, se pensaba, caracterizó el Universo, se hizo añicos para dar lugar a los simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que, nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que , sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.

Pero hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo bebé.  Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10^-43 de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada.

Del otro lado de esa puerta está la época de Plank, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.

La fuerza nuclear fuerte hizo posible la existencia de los núcleos que atraían electrones para formar átomos.

Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación, es decir, una teoría cuántica-gravitatoria que uniese, de una vez por todas, a Planck y Einsteins que, aunque eran muy amigos, no parecen que sus teorías (la Mecánica Cuántica) y (la Relatividad General) se lleven de maravilla.

Seguiremos buscando esa deseada Teoría de la Gravedad cuántica pero, mientras tanto, veámos que otras cosas existen en el Universo que puedan llamarnos la atención.

 

 

 

En inmensa, colorida y hermosa Nebulosa de Orion  se crean nuevas estrellas que, llenas de energía emiten radiaciones ultravioletas que ionizan toda la región que las circundan y hace que la Nebulosa resplandezca  como una inconmensurable isla de luces y colores que nos desata la imaginación sabiendo que nuevas estrellas y mundos surgen de todo ese conglomerado de gas y polvo que interacciona con las fuerzas de la Naturaleza presentes en todas partes.

El universo entero es energía. En sus formas diferentes la energía cambia continuamente y lo mismo que brillen las estrellas del cielo, que los planetas giren, que los estables átomos formen moléculas y materia, que las plantas crezcan o que las civilizaciones evolucionen.

La ciencia del siglo XIX reconoció la universalidad de la energía y supo ver que la Humanidad sin energía que hiciera el más duro, no evolucionarían en el bienestar social y el saber. De todas maneras, aún hoy día, a comienzos del siglo XXI, no tenemos un conocimiento unificado de todos los ámbitos y disciplinas, que relacionados de una u otra manera con la energía, nos presente una visión global y completa de este problema. Los estudios energéticos modernos se presentan fragmentados, divididos en disciplinas, y los científicos que trabajan en cada una de ellas están muy ocupados para leer el resultado obtenido en los otros estudios.

 

 

 

Los geólogos, por ejemplo, al tratar de entender las grandes fuerzas que transforman la superficie del planeta por el movimiento de las placas tectónicas, rara vez están al día de los descubrimientos en las otras ramas de la energética moderna, donde se estudia el esfuerzo de un corredor de élite hasta el vuelo de un colibrí.

Los ingenieros se preocupan por las plantas generadoras de electricidad y piensan poco en las constantes fundamentales de la energía o en los cambios que determinaron la evolución de las sociedades de la llegada de la civilización de los combustibles fósiles.

Energía es todo, desde el Sol hasta un embarazo; desde el pan que comemos hasta un . Sin embargo, es difícil que un técnico pueda pensar en ello cuando está centrado en resolver el problema del momento.

 

 

Aquí también está presente la energía

 

La progresión lógica se realiza siguiendo una secuencia progresiva los flujos de energía planetarios a la vida de las plantas y los animales, siguiendo con la energía humana, la energía en el desarrollo de las sociedades preindustriales y modernas, y concluyendo con el transporte y los flujos de información, que son las dos características más importantes de la civilización de los combustibles fósiles.

Los que han leído algunos de mis trabajos saben que aquí podrán encontrarse con y materias diversas, y aunque el tema central, como he reseñado por título, es la evolución por la energía, también podrán leer sobre la entropía, las fuerzas de la naturaleza, el átomo, o incluso, del Sol, los vientos, radiación solar o cualquier dato que, en realidad, pueda estar conectado con el concepto de energía.

 

 

El conocimiento, las peculiaridades y las complejidades de las diferentes formas de energías, así su almacenamiento y transformación, requiere que cuantifiquemos esas cualidades y procesos. Para ello debemos introducir cierto número de conceptos científicos y medidas, así como sus unidades correspondientes.

Al hablar sobre energía nos encontramos con el problema de que el uso en el habla común de muchos términos científicos está equivocado. Como dice Henk Tennekes, “hemos creado una terrible confusión con los conceptos físicos simples en la vida ordinaria”. Pocos de esos malentendidos son tan generales y molestos como los relacionados con los términos energía, potencia y fuerza.

 

 

 

Definimos la fuerza y la intensidad con la que intentamos desplazar – empujar, tirar, levantar, golpear… – un objeto. Podemos ejercer una fuerza enorme sobre la roca que sobresale en una montaña incluso si ésta permanece inmóvil. Sin embargo, sólo realizamos trabajo cuando el objeto que empujamos se mueve en la dirección de la fuerza aplicada. De hecho, se define el realizado como el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida. La energía, como se define en los libros de texto, es “la capacidad de hacer trabajo”, y así, ésta se medirá con las mismas unidades que el trabajo.

Si medimos la fuerza en unidades denominadas newton (N), llamada así en honor de Isaac Newton, y la distancia en metros (m), el trabajo se mide en la malsonante unidad de newton-metro. simplificar, los científicos llaman al newton-metro julio (J), en honor de James Prescot Joule (1.818 – 1.889), quien publicó el primer cálculo preciso de la equivalencia trabajo y energía. El julio es la unidad estándar de trabajo y energía.

 

 

 

La potencia es simplemente la tasa de , es decir, un flujo de energía por unidad de tiempo. A un julio por segundo lo llamamos vatio (W) en honor de James Watt (1.736 – 1.819), inventor de la máquina de vapor mejorada y el hombre que estableció la primera unidad de potencia, que no fue el vatio sino el caballo de vapor (CV), una unidad aproximadamente igual a 750 W.

Seguimos con algunas tablas documentarnos:

 

Almacenamiento de energía
Energía de	Magnitud
Reservas mundiales de carbón	200.000 EJ
Reservas mundiales de masa vegetal	10.000 EJ
Calor latente de un tormenta	5 PJ
Carga de carbón de un camión de 100 t	2 TJ
Barril de petróleo crudo	6 GJ
Botella de vino de mesa blanco	3 MJ
Garbanzo pequeño	5 KJ
Mosca en la mesa de la cocina	9 mJ
Gota de agua de 2 mm en una hoja de árbol	4 μJ

Flujos de energía
Energía de	Magnitud
Radiación solar	5.500.000 EJ
Fotosíntesis mundial neta	2.000 EJ
Producción mundial de combustibles fósiles	300 EJ
Huracán típico en el Caribe	38 EJ
La mayor explosión de bomba H en 1.961	240 PJ
Calor latente de un tormenta	5 PJ
Bomba de Hiroshima en 1.945	84 TJ
Metabolismo basal de un caballo grande	100 MJ
Ingesta diaria de un adulto	10 MJ
Pulsación de una tecla del ordenador	20 mJ
Salto de una pulga	100 nJ

 

 

Avanzar un poco más tenemos que pasar de empujar y tirar (lo que llamamos energía mecánica o energía cinética) a calentar (energía térmica). Definimos una unidad llamada caloría como la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua 14’5 a 15’5 ºC. Usando esta unidad podemos comparar energías térmicas, pero una vez más, esta unidad no nos permite comparar todas las clases diferentes de energías.

Si nos preguntamos ¿qué es la energía?, esta pregunta no es fácil de contestar. Incluso uno de los más grandes físicos modernos resulta de poca ayuda: “es importante darse de que en física, en realidad, no se sabe muy bien qué es la energía. No tenemos una idea de por qué la energía está formada por pequeños pulsos de una cantidad definida”, decía Richard Feynman en su libro Lectures on Physics.

David Rose, para definir la energía, decía: “es un concepto abstracto inventado por los físicos en el siglo XIX para describir cuantitativamente una amplia variedad de fenómenos naturales”.

 

 

 

Definir la energía no ha sido nunca cosa fácil, dado que está presente en todo lo que podamos mirar desde una piedra que yace en las finas arenas del fondo de un río, la montaña que majestuosa nos mira desde su altanera e imponente figura, la simple visión de un hermoso árbol, y, sobre todo, energía para mí… ¡son las estrellas del espacio interestelar! que crean el material del que se forjan los mundos y surje la vida, la más elevada del energía que está presente en nuestro Universo.

El conocimiento moderno de la energía incluye un de descubrimientos fundamentales: la masa y la energía son equivalente; los diferentes tipos de energía están relacionados por muchas transformaciones; durante esas transformaciones, la energía no se destruye (primer principio de la termodinámica) y esta conservación de la energía está inexorablemente acompañada por una pérdida de utilidad (segundo principio de la termodinámica).

El primer descubrimiento, descrito en una carta de Einstein a un amigo suyo una “idea atrevida, divertida y atractiva”, se resume en su ecuación m = E/c², que en su versión más famosa se escribe como E = mc²; la ecuación más conocida de la física.

 

Nuestro Universo es dinámico y todo energía

 

El segundo descubrimiento se demuestra continuamente en miles de trasformaciones energéticas que se producen en el universo. La energía gravitatoria mantiene las galaxias en movimiento, a la Tierra girando alrededor del Sol y confinada la atmósfera que hace nuestro planeta habitable. La transformación de la energía nuclear en el interior del Sol produce el continuo flujo de energía electromagnética, llamada radiación solar. Una pequeña de esa energía llega al planeta Tierra que, a su vez, libera energía geotérmica. El calor producido en ambos procesos pone en movimiento la atmósfera, los océanos y las gigantescas placas tectónicas terrestres.

Una pequeña parte de la energía radiante del Sol se transforma, a través de la fotosíntesis, en reservas de energía química, que son utilizadas por muchas clases de bacterias y plantas. Los seres heterótrofos (organismos que van desde las bacterias, los protozoos y los hongos hasta los mamíferos), ingieren y reorganizan vegetales de las plantas en nuevos químicos y los utilizan para crear energía mecánica (cinética).

 

 

 

Piscina de energía geotérmica en el Parque Nacional Yellowstone en Wyoming EE.UU.

 

¿Qué decir de la atmósfera de la Tierra?

La atmósfera terrestre (troposfera y estratosfera) es tan delgada que, dibujando el planeta con un diámetro de 10 cm, tendría un espesor de unos 0’4 milímetros, equivalente al grosor de una línea de lápiz. Sin embargo, delgada capa gaseosa posee una importancia crítica para mantener el balance energético de la Tierra.

 

 

El planeta es adecuado el desarrollo de la vida debido a que su atmósfera el llamativamente diferente de la de sus vecinos más próximos. La atmósfera de Venus está compuesta en un 96 por ciento de CO₂, con un 3’5 por ciento de nitrógeno y trazas de gases nobles. La atmósfera de Marte contiene un 95’3 por ciento de CO₂, un 2’7 por ciento de nitrógeno, 1’6 por ciento de argón y trazas de agua y O₃. Una atmósfera parecida a la terrestre determinaría que en la superficie marciana la temperatura sería superior a los 200º C y la presión de pocos MPa. En tales condiciones no podría existir vida compleja basada en el carbono con tejidos húmedos.

Hay pocas dudas de que la primera atmósfera de la Tierra contuviera abundante CO₂, no está claro si su posterior desaparición se debió exclusivamente a procesos geoquímicos inorgánicos (sobre todo a la pérdida de ácido carbónico), o si los primeros organismos fueron importantes en la posterior conversión de CO₂ en sedimentos de CaCO₃. Parece claro, por el contrario, que la fotosíntesis llevada a cabo inicialmente por bacterias fue la responsable de la transformación de la atmósfera sin oxígeno en el Arcaico.

 

 

 

La Biosfera se vio protegida contra la radiación ultravioleta que llegaba del espacio

 

El aumento de oxígeno comenzó a acelerarse hace unos 2.100 millones de años y el actual nivel del 20 por ciento se alcanzó hace unos 300 millones de años. El aumento del oxígeno troposférico permitió la formación de ozono estratosférico, que protegió la biosfera de la energética radiación UV de longitudes de onda inferiores a 295 nm. Sin protección no hubiera sido posible la evolución de plantas y animales más complejos, ya que si la radiación UV de frecuencias menores ya mata los gérmenes y quema la piel, la de frecuencias altas es letal para la mayoría de los organismos.

Las actividades humanas pueden modificar poco las proporciones de los constituyentes atmosféricos. La cantidad de nitrógeno que se utiliza sintetizar amoniaco representa una fracción despreciable de las enormes reservas troposféricas y la desnitrificación finalmente recicle todo el gas. Incluso el consumo de todas las reservas conocidas de combustibles fósiles (un hecho imposible debido a los costos prohibitivos de la extracción de algunas de estas fuentes de energía, sumergidas en las fosas abisales a miles de kilómetros de profundidad) reduciría la concentración de O₂ en de un 2 por ciento.

 

 

 

 

Las emisiones locales y regionales de aire contaminado contienen muchos gases, los riesgos de un cambio climático global sólo pueden venir de mayores emisiones de compuestos en trazas. Algunos de esos gases (sobre todo CO₂, N₂O y CH₄), así como el vapor de agua, absorben fuertemente la radiación en el espectro IR. Consecuentemente, la radiación IR emitida por la superficie de la Tierra tiene longitudes de onda comprendidas en distintas ventanas intercaladas bandas de absorción.

Las bandas de absorción más importantes del vapor de agua están comprendidas 2’5 y 3 μm y entre 5 y 7 μm, mientras que el CO₂ tiene dos picos estrechos en 2’5 y 4 μm, y una banda más ancha cerca de los 15 μm. Como la radiación terrestre está completamente incluida en el espectro IR, absorción tiene un gran efecto en el balance de la radiación de la Tierra.

 

La contaminación no es buena para la vida

 

Mantener la biosfera habitable hacen falta solamente concentraciones muy pequeñas de gases de “efecto invernadero”. El CO₂ representa actualmente sólo unos 360 ppm* ( del 0’04%) de la atmósfera terrestre, y los demás gases en traza miden en ppb o ppt. Esta composición hace que la temperatura media en la superficie del planeta sea de unos 16º C, la cual, combinada con una presión superficial de 101 KPa, asegura que el agua permanezca líquida y que sea posible la fotosíntesis y el metabolismo heterótrofo. Hay que procurar (hablando coloquialmente) que Gaia no se enfade, ya que el aumento de las concentraciones de gases en traza elevaría gradualmente la temperatura media de la troposfera.

La conversión de bosques y praderas en campos de cultivo y la utilización de combustibles sólidos han hecho aumentar las emisiones de CO₂, mientras que el creciente uso de fertilizantes nitrogenados, la vez más numerosa cabaña vacuna y el aumento del cultivo de arroz emiten cantidades adicionales de N₂O y CH₄. Los fluorforocarbonados, además de sus destructivos efectos sobre el ozono troposférico, son gases con efecto invernadero muy potentes. Debido a la acción combinada de los gases invernaderos antropogénicos, el flujo medio de calor absorbido ha aumentado en 2’5 W/m² en grandes áreas del hemisferio norte, pero no estamos seguros de hasta dónde llegará esta tendencia ni de su velocidad. Lo mejor sería no confiarse; mi padre, hombre no cultivado, decía a menudo que “más vale un por si acaso que un yo creí”.

 

 

La atmósfera también interviene en el balance energético del planeta redistribuyendo el calor sensible y el calor latente del agua con los vientos y las lluvias, y de una manera completamente diferente pero más espectacular, con los rayos. La mayoría de esas descargas de elevadísima concentración de energía se originan en los cumulonimbos, y tienen una enorme potencia (duplicar el tamaño de implica aumentar la potencia del rayo treinta veces). Un rayo normal descarga entre 20 y 50 MJ, la mayor parte de esa energía en 10 μs, produciendo la impresionante potencia de 1-10 GW. La luz visible emitida representa solamente el 0’2-2% de la energía disipada, invirtiéndose el resto en calentar la atmósfera a su alrededor y en la energía acústica del trueno. La observación de satélites indica que por término medio se producen unos cien mil relámpagos por segundo.

Sabemos que la atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a un cuerpo astronómico. Varios planetas (incluyendo la Tierra) poseen atmósferas considerables debido a su intensa gravedad. Los movimientos de los gases en las atmósferas planetarias en respuesta al calentamiento, junto con las fuerzas rotacionales, generan sistemas meteorológicos. Los satélites planetarios Titán y Tritón también poseen atmósferas.

 

 

 

¡Nuestra casa! De cuyas maravillas y su relación con el Sol, sería interesante y muy instructivo saber

 

Creo que la atmósfera es quizá el término más vago para identificar una de un cuerpo celeste. Está referido a su envoltura superficial, generalmente de un planeta o estrella. Parece fácil decirlo, pero los gases no son como un líquido o un trozo de roca, en los que puede determinarse exactamente dónde está la superficie que los separa del entorno circundante de una manera precisa. Es imposible indicar el nivel exacto donde acaba la atmósfera y comienza el plasma interplanetario. De hecho, los gases apenas están sometidos a la fuerza de la gravedad; se “esfuman” hacia el espacio y abandonan continuamente el cuerpo celeste. En el caso de la Tierra, por estar cerca del Sol, determinar dónde termina la atmósfera terrestre y dónde empieza la solar es un problema al que sólo responderse teóricamente, que dicho sea de paso, permite licencias literarias que prohíben las matemáticas.

emilio silvera

“Un lejano quásar, a más de 10.000 millones de años luz de la Tierra, descubierto por astrónomos de la Universidad de California, ha servido para iluminar un fragmento de la gigantesca red de filamentos de materia que conectan las galaxias entre sí como una gran «telaraña cósmica». Es la primera vez que se consigue visualizar una parte de esta estructura, predicha por las teorías cosmológicas pero que nunca se había observado hasta ahora. [Así te dimos a conocer la investigación]“

«Este quasar está iluminando el gas a escalas que van mucho más allá de cualquier otra cosa que hayamos visto hasta ahora, dándonos el primer retrato de los filamento”s de materia que se extienden entre galaxias», explicaban los científicos.

Preparando el futuro

 

“Un equipo del Lawrence Livermore National Laboratory hizo público en febrero que acaba de conseguir, por vez primera, que un reactor de fusión nuclear produzca más energía de la que consume. Se trata de un paso clave en el camino de lograr «ganancias de combustible» mayores que la unidad, algo fundamental en el objetivo de poder usar en el futuro una fuente energética inagotable y limpia, la misma que utilizan las estrellas.”

 

Interacciones magnéticas entre dos electrones

 

 

“Físicos del Instituto Weizmann de Ciencia en Israel han medido la interacción extremadamente débil entre los imanes más pequeños, dos electrones individuales, algo muy difícil de observar. Para ello, tuvieron que neutralizar el ruido magnético, que era un millón de veces más fuerte que la señal que tenían detectar.”

 

Cada día que pasa, los físicos experimentales consiguen nuevos logros que nos llevan a un mayor conocimiento del funcionamiento de la naturaleza en su más infinitesimal expresión.

 

Antes ficciones, ahora, realidad

 

 

“Investigadores de la Universidad de California Riverside (EE.UU.) crearon un nuevo tipo de dispositivo de memoria holográfica que mejora considerablemente las limitaciones de almacenamiento, al leer datos de manera paralela en vez de lineal, como lo hacen los sistemas convencionales. De esta forma, es capaz de almacenar múltiples imágenes en la misma zona utilizando luz y ángulos diferentes.”

Tenemos por delante (y no a muy largo plazo) un futuro inimaginable.

 

Siempre queriendo saber: Una explosión Supernova en el Laboratorio

 

 

“Un equipo de la Universidad de Oxford en Reino Unido utilizó una de las instalaciones de láser más poderosas del mundo para crear pequeñas versiones de explosiones de supernovas en el laboratorio. En concreto, la supernova simulada es Casiopea A, que ha desconcertado a los astrónomos debido a su estructura nudosa irregular que sugiere la presencia de campos magnéticos muy fuertes.”

El resultado fueron fuertes campos magnéticos similares a los observados en Casiopea A. La técnica también podría ser utilizado para simular una amplia gama de procesos astrofísicos, según los investigadores.

 

Comprimen datos cuánticos por primera vez

 

 

“Físicos de la Universidad de Toronto (Canadá) demostraron por primera vez que es posible comprimir datos cuánticos en una serie de qubits idénticos, uno de los retos a los que se enfrentarán los ordenadores del futuro, que se esperan mucho más rápidos y eficaces. La técnica podría allanar el camino para un uso más eficaz de memorias cuánticas.”

 

La experiencia nos dice que, será mejor apartar la palabra imposible, ya que, a la vista de los descubrimientos que se van realizando en el ámbito de la mecánica cuántica… ¡cualquier cosa que podamos imaginar, será posible!

 

El rayo tractor acústico

 

 

 

“Investigadores de la Universidad Dundee en Reino Unido y de la de Wesleyan en Illinois (EE.UU.) crearon el primer rayo tractor acústico, que puede atraer un objeto disparándole ondas ultrasónicas. La técnica podría tener una amplia gama de aplicaciones en la medicina, como la manipulación de objetos, fluidos y tejidos dentro del cuerpo, o la entrega de fármacos encapsulados a la ubicación exacta en el organismo que requiere tratamiento.”

Los avances se producen en todos los ámbitos y disciplinas del saber Humano, cada rama científica avanza en una carrera sin fin, lo que antes era un “milagro” hoy resulta lo natural y cotidiano y, en un futuro, si pudiéramos estar aquí para verlo, al igual que les pasaría a nuestros abuelos si vieran nuestro mundo presente, el asombro nos dejaría sin habla.

Hilbert llevaba razón cuando dejó en su tumba de Gotinga en Alemania, aquel mensaje:

Tenemos que saber, sabremos.

Fuente: El apartado de Ciencia de ABC

Es curioso como a veces, la realidad de los hechos observados, vienen a derribar esas barreras que muchos ponen en sus mentes para negar lo evidente. Por ejemplo: Los extraordinarios resultados de la sonda Kepler, que en su primer año de misión encontró 1.235 candidatos a planetas, 54 de ellos en la zona habitable de sus estrellas, ha permitido a los investigadores extrapolar el numero total de mundos que podría haber sólo en la Vía Láctea, nuestra Galaxia. Y ese número ronda los 50.000 millones. De los cuales, además, unos 500 millones estarían a la distancia adecuada de sus “soles” para permitir la existencia de agua en estado líquido, una condición necesaria para la vida.

Planetas parecidos a la Tierra, como arriba nos dicen, hay miles de millones y sólo cabe esperar que estén situados en los lugares adecuados para que la vida tenga la oportunidad de surgir acogida por el ecosistema ideal del agua líquida, una atmósfera acogedora y húmeda, temperatura ideal media y otros parámetros que la vida requiere para su existencia.

Un equipo de astrónomos internacionales pertenecientes al Observatorio Europeo Austral (ESO), el más importante del mundo, investiga la formación de un posible nuevo sistema planetario a partir de discos de material que rodea a una estrella joven. Según un comunicado difundido hoy por el centro astronómico que se levanta en la región norteña de Antofagasta (Chile), a través del “Very Large Telescope”(VLT), los científicos han estudiado la materia que rodea a una estrella joven.

Según los astrónomos, los planetas se forman a partir de discos de material que rodean a las estrellas, pero la transición desde discos de polvo hasta sistemas planetarios es rápida y muy pocos son identificados en esta fase. Uno de los objetos estudiados por los astrónomos de ESO, es la estrella T Chamaleontis (T-Cha), ubicada en la pequeña constelación de Chamaleón, la cual es comparable al sol pero en sus etapas iniciales.

Dicha estrella se encuentra a unos 330 años luz de la Tierra y tiene 7 millones de años de edad, lo que se considera joven para una estrella. “Estudios anteriores han demostrado que T Cha es un excelente objetivo para estudiar cómo se forman los sistemas planetarios”, señala el astrónomo Johan Olofsson, del Max Planck Institute of Astronomy de Alemania.

Algunas veces hablando de los extensos y complejos temas que subyacen en la Astronomía, lo mismo hablamos de “materia de sombre” que de “súpercuerdas” y, se ha llegado a decir que existe otro universo de materia de sombra que existe en paralelo al nuestro. Los dos universos se separaron cuando la Gravedad se congeló separándose de las otras fuerzas. Las partículas de sombra interaccionan con nosotros sólo a través de la fuerza de la gravedad, lo cual las convierte en candidatas ideales para la tan traída y llevada “materia oscura”.

Llegamos a los Axiones.

¿Un nuevo tipo de partícula? El axión fue postulado a finales de los años setenta para resolver un problema teórico vinculado a las simetrías de la …

El estado actual de la cuestión es que los cosmólogos creen saber que hay una gran cantidad de “materia oscura” en el Universo y, han conseguido eliminar la candidatura de cualquier tipo de partícula ordinaria que conocemos. En tales circunstancias no se puede llegar a otra conclusión que la materia oscura debe de existir en alguna forma que todavía no hemos visto y cuyas propiedades ignoramos totalmente. Sin embargo, se atreven a decir que, la Gravedad, es el efecto que se produce cuando la “materia oscura” pierde consistencia… , o algo así.  ¡Cómo son!

A los teóricos nada les gusta más que aquella situación en la cual puedan dejar volar libremente la imaginación sin miedo a que nada tan brusco como un experimento u observación acabe con su juego. En cualquier caso, han producido sugerencias extraordinarias acerca de lo que podría ser la “materia oscura” del universo.

              Lo que hay en el Universo…no siempre lo podemos comprender.

Otro de los WIMPs favoritos se llama axión. Como el fotino y sus compañeros, el axión fue sugerido por consideraciones de simetría. Sin embargo, a diferencia de las partículas, sale de las Grandes Teorías Unificadas, que describen el Universo en el segundo 10ˉ³⁵, más que de las teorías totalmente unificadas que operan en el tiempo de Planck.

Durante mucho tiempo han sabido los físicos que toda reacción entre partículas elementales obedece a una simetría que llamamos CPT. Esto significa que si miramos la partícula de una reacción, y luego vemos la misma reacción cuando (1) la miramos en un espejo, (2) sustituimos todas las partículas por antipartículas y (3) hacemos pasar la película hacia atrás, los resultados serán idénticos. En este esquema la P significa paridad (el espejo), la C significa conjugación de carga (poner las antipartículas) y T la reversa del tiempo (pasar la película al revés).

Se pensaba que el mundo era simétrico respecto a CPT porque, al menos al nivel de las partículas elementales, era simétrico respecto a C, P y T independientemente. Ha resultado que no es éste el caso. El mundo visto en un espejo se desvía un tanto al mundo visto directamente, y lo mismo sucede al mundo visto cuando la película pasa al revés. Lo que sucede es que las desviaciones entre el mundo real y el inverso en cada uno de estos casos se cancelan una a la otra cuando miramos las tres inversiones combinadas.

Aunque esto es verdad, también es verdad que el mundo es casi simétrico respecto a CP actuando solos y a T actuando solo; es decir, que el mundo es casi el mismo si lo miran en un espejo y sustituyen las partículas por anti-partículas que si lo miran directamente. Este “casi” es lo que preocupa a los físicos. ¿Por qué son las cosas casi perfectas, pero les falta algo?

La respuesta a esta cuestión parece que puede estar en la posible existencia de esa otra partícula apellidada axión. Se supone que el Axión es muy ligero (menos de una millonésima parte de la masa del electrón) e interacciona sólo débilmente con otra materia. Es la pequeña masa y la interacción débil lo que explica el “casi” que preocupa a los teóricos.

Cuando nos asomamos a la Teoría de cuerdas, entramos en un “mundo” lleno de sombras en los que podemos ver brillar, a lo lejos, un resplandor cegador. Todos los físicos coinciden en el hecho de que es una teoría muy prometedora y de la que parece se podrán obtener buenos rendimientos en el futuro pero, de momento, es imposible verificarla.

El misterio de las funciones modulares podría ser explicado por quien ya no existe, Srinivasa Ramanujan, el hombre más extraño del mundo de los matemáticos. Igual que Riemann, murió antes de cumplir cuarenta años, y como Riemann antes que él, trabajó en total aislamiento en su universo particular de números y fue capaz de reinventar por sí mismo lo más valioso de cien años de matemáticas occidentales que, al estar aislado del mundo en las corrientes principales de los matemáticos, le eran totalmente desconocidos, así que los buscó sin conocerlos. Perdió muchos años de su vida en redescubrir matemáticas conocidas.

Dispersas entre oscuras ecuaciones en sus cuadernos están estas funciones modulares, que figuran entre las más extrañas jamás encontradas en matemáticas. Ellas reaparecen en las ramas más distantes e inconexas de las matemáticas. Una función que aparece una y otra vez en la teoría de las funciones modulares se denomina (como ya he dicho otras veces) hoy día “función de Ramanujan” en su honor. Esta extraña función contiene un término elevado a la potencia veinticuatro.

             ¿Podéis imaginar la existencia de un Universo en permanente sombra?

La idea de un universo en sombra nos proporciona una manera sencilla de pensar en la materia oscura. El universo dividido en materia y materia se sombra en el Tiempo de Planck, y cada una evolucionó de acuerdo con sus propias leyes. Es de suponer que algún Hubble de sombra descubrió que ese universo de sombra se estaba expandiendo y es de suponer que algunos astrónomos de sombras piensan en nosotros como candidatos para su materia oscura.

¡Puede que incluso haya unos ustedes de sombras leyendo la versión de sombra de este trabajo!

¿Partículas y partículas supersimétricas? ¿Dónde están?

Partículas son las que todos conocemos y que forman la materia, la supersimétricas, fotinos, squarks y otros, las estamos buscando sin poder hallarlas.

Estas partículas son predichas por las teorías que unifican todas las fuerzas de la naturaleza. Forman un conjunto de contrapartidas de las partículas a las que estamos habituados, pero son mucho más pesadas. Se nombran en analogía con sus compañeras: el squark es el compañero supersimétrico del quark, el fotino del fotón, etc. Las más ligeras de estas partículas podrían ser la materia oscura. Si es así, cada partícula probablemente pesaría al menos cuarenta veces más que el protón.

Materia de sombra, si existe, no hemos sabido dar con ella y, sin embargo, existen indicios de que está ahí

En algunas versiones de las llamadas teorías de super-cuerdas hay todo un universo de materia de sombra que existe paralelo con el nuestro. Los dos universos se separaron cuando la gravedad se congeló separándose de las otras fuerzas. Las partículas de sombra interaccionan con nosotros sólo a través de la fuerza de la gravedad, lo que las convierte en candidatas ideales para la materia oscura.

Habiendo inventado la “materia oscura” para explicar lo que no pueden, se inventan también, las partículas que la conforma: Axiones, unas partículas supersimétricas que buscará el LHC.

El Axión es una partícula muy ligera (pero presumiblemente muy común) que, si existiera, resolvería un problema antiguo en la teoría de las partículas elementales. Se estima que tiene una masa menor que una millonésima parte de la del electrón y se supone que impregna el universo de una manera semejante al fondo de microondas. La materia oscura consistiría en agregaciones de axiones por encima del nivel general de fondo.

Construímos inmensos aparatos de ingeniosas propiedades tecnológicas para tratar de que nos busquen las WIMPs

¿WIMPs en el Sol?

A lo largo de todo el trabajo se ha dado a entender que todas estas partículas candidatas a materia oscura de la que hemos estado hablando, son puramente hipotéticas. No hay pruebas de que ninguna de ellas se vaya a encontrar de hecho en la naturaleza. Sin embargo sería negligente si no mencionase un argumento –un diminuto rayo de esperanza- que tiende a apoyar la existencia de WIMPs de un tipo u otro. Este argumento tiene que ver con algunos problemas que han surgido en nuestra comprensión del funcionamiento y la estructura del Sol.

Creemos que la energía del Sol viene de reacciones nucleares profundas dentro del núcleo. Si éste es el caso en realidad, la teoría nos dice que esas reacciones deberían estar produciendo neutrinos que en principio son detectables sobre la Tierra. Si conocemos la temperatura y composición del núcleo (como creemos), entonces podemos predecir exactamente cuántos neutrinos detectaremos. Durante más de veinte años se llevó a cabo un experimento en una mina de oro de Dakota del Sur para detectar esos neutrinos y, desgraciadamente, los resultados fueron desconcertantes. El número detectado fue de sólo un tercio de lo que se esperaba. Esto se conoce como el problema del neutrino solar.

El problema de los neutrinos solares se debió a una gran discrepancia entre el número de neutrinos que llegaban a la Tierra y los modelos teóricos del interior del Sol. Este problema que duró desde mediados de la década de 1960 hasta el 2002, ha sido recientemente resuelto mediante un nuevo entendimiento de la física de neutrinos, necesitando una modificación en el modelo estándar de la física de partículas, concretamente en las neutrinos“  Básicamente, debido a que los neutrinos tienen masa, pueden cambiar del tipo de neutrino que se produce en el interior del Sol, el neutrino electrónico, en dos tipos de neutrinos, el muónico y el tauónico, que no fueron detectados. (Wikipedia).

La segunda característica del Sol que concierne a la existencia de WIMPs se refiere al hecho de las oscilaciones solares. Cuando los astrónomos contemplan cuidadosamente la superficie solar, la ven vibrar y sacudirse; todo el Sol puede pulsar en períodos de varias horas. Estas oscilaciones son análogas a las ondas de los terremotos, y los astrónomos llaman a sus estudios “sismología solar”. Como creemos conocer la composición del Sol, tenemos que ser capaces de predecir las propiedades de estas ondas de terremotos solares. Sin embargo hay algunas duraderas discrepancias la teoría y la observación en este campo.

No mucho que los astrónomos han señalado que si la Galaxia está en realidad llena de materia oscura en la forma de WIMPs, entonces, durante su vida, el Sol habría absorbido un gran de ellos. Los WIMPs, por tanto, formarían parte de la composición del Sol, una parte que no se había tenido en cuenta hasta ahora. Cuando los WIMPs son incluidos en los cálculos, resultan dos consecuencias: primero, la temperatura en el núcleo del Sol resulta ser menor de lo que se creía, de forma que son emitidos menos neutrinos, y segundo, las propiedades del cuerpo del Sol cambian de tal modo que las predicciones de las oscilaciones solares son exactas.

           Hasta nos atrevemos a exponer una imagen que nos muestra la distribución de los WIMPs

Este resultado es insignificante en lo que se refiere a la existencia de WIMPs, pero como no debemos despreciar las coincidencias halladas, lo más prudente será esperar a nuevos y más avanzados experimentos (SOHO y otros). Tanto el problema del neutrino como las oscilaciones se pueden explicar igualmente bien por otros efectos que no tienen nada que ver con los WIMPs. Por ejemplo, el de oscilaciones de neutrinos podría resolverse si el neutrino solar tuviera alguna masa, aunque fuese muy pequeña, y diversos cambios en los detalles de la estructura interna  del Sol podrían explicar las oscilaciones. No obstante estos fenómenos solares constituyen la única indicación que tenemos de que uno de los candidatos a la materia oscura pueda existir realmente.

Toda esta charla sobre supersimetría y teoría últimas da a la discusión de la naturaleza de la materia oscura un tono solemne que no tiene ningún parecido con la forma en que se lleva en realidad el debate entre los cosmólogos. Una de las cosas que más me gusta de este campo es que todo el mundo parece ser capaz de conservar el sentido del humor y una distancia respecto a su propio , ya que, los buenos científicos saben que, todos los cálculos, conjeturas, hipótesis y finalmente teorías, no serán visadas en la aduana de la Ciencia, hasta que sean muy, pero que muy bien comprobadas mediante el experimento y la observación y, no una sino diez mil veces antes de que puedan ser aceptadas en el ámbito puramente científico.

                           Buscan partículas supersimétricas

Posiblemente, el LHC nos pueda decir algo al respecto si, como no pocos esperan, de sus colisiones surgen algunas partículas supersimétricas que nos hablen de ese otro mundo oscuro que, estando en este, no hemos sabido encontrar hasta este momento. Otra posibilidad sería que la tan manoseada materia oscura no existiera y, en su lugar, se descubriera otro fenómeno o mecanismo natural desconocido hasta que, incidiendo en el comportamiento de expansión del Universo, nos hiciera pensar en la existencia de la “materia oscura” cubrir el hueco de nuestra ignorancia.

Hace algún tiempo, en esas reuniones periódicas que se llevan a cabo entre científicos de materias relacionadas: física, astronomía, astrofísica, comología…, alguien del grupo sacó a relucir la idea de la extinción de los dinosaurios y, el hombre se refirió a la teoría (de las muchas que circulan) de que el Sol, en su rotación alrededor de la Vía Láctea, se salía periódicamente fuera del plano de la Galaxia. Cuando hacía esto, el polvo existente en ese plano podía cesar de proteger la Tierra, que entonces quedaría bañada en rayos cósmicos letales que los autores de la teoría pensaban que podían permeabilizar el cosmos. Alguien, el fondo de la sala lanzó: ¿Quiere decir que los dinosaurios fueron exterminados por la radiación de fotinos?

La cosa se tomó a broma y risas marcaron el final de la reunión en la que no siempre se tratan los temas con esa seriedad que todos creen, toda vez que, los conocimientos que tenemos de las cosas son muy limitados y tomarse en serio lo que podría no ser… ¡No sería nada bueno!

emilio silvera