Mar
27
Entrevista en Huelva 24 (reproducción)
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (2)
El autor del libro, Emilio Silvera Vázquez…
Ofrecerá una Conferencia, sobre el ‘Nacimiento, Vida y Muerte del Sol’, el próximo día 5 de Diciembre en el Salón de la Caja Rural de Huelva. Es miembro Numerario de la Real Sociedad Española de Física y adscrito a los Grupos Especializados de Física Teórica y Astrofísica. Colaboró con el Año Internacional de la Astronomía, es autor del Libro ‘El Universo y la Mente’ y presidente de la Sociedad ‘Amigos de la Física 137 ehc. Y, sobre todo, un enamorado de la Ciencia.
PREGUNTA.-¿Se puede nacer, vivir y morir el Sol?
RESPUESTA.- Aunque hecho de materia inanimada, algo que no piensa, ni tampoco es consciente, como todo en el Universo tiene un principio y tendrá un final, y, nuestro Sol no es ninguna excepción a esa regla universal.
P.- Principalmente ¿De qué hablará usted?
R.- Quiero, en primer lugar para situar el tema que trataremos, de dar un salto hacia atrás en el Tiempo y, echar una mirada a algunos acontecimientos que nos involucran de manera directa a los miembros de la Especie Humana que, al fin y al cabo, somos los testigos tardíos de lo que pasó, los únicos que podemos contar alguna cosa de las que nos hemos enterado a base de la observación, el experimento y el estudio.
P.- ¿Es el Sol importante para nosotros?
R.- Bueno, cuando miramos las estrellas brillar en una noche oscura, las vemos titilar como si quisieran decirnos alguna cosa. Allí está nuestro origen y, posiblemente nuestro destino. Todos los seres vivos de nuestro mundo (y posiblemente de otros muchos mundos), están hechos del Carbono y de otros elementos creados en las estrellas, sin ellas, no estaríamos aquí.
P.- ¿No le parecería un milagro que finalmente se encontraran seres extraterrestres?
R.- Bueno, el milagro sería que no lo encontráramos. Hay que partir de la base siguiente: Estrellas como nuestro Sol, sólo en la Vía Láctea, existen miles de millones, y, la mayoría de ellas, tiene su propio sistema planetario. En esa descomunal cantidad, muchos de esos planetas estarán situados en la zona habitable de la estrella.
Por otra parte, en el Universo rigen las mismas leyes en todas sus regiones por muy alejadas que estén, toda su dinámica responde a las cuatro leyes fundamentales: La Gravedad, las fuerzas fuerte y débil y el electromagnetismo que, con la ayuda de las constantes universales, hacen de nuestro Universo el que podemos observar. Así que, lo mismo que ocurre “aquí”, también pasará “allí”. Por lo tanto, la posibilidad de vida en otros mundos es muy alta.
P.- ¿Cree que la Humanidad es una especie elegida?
Diferentes pero iguales en lo esencial. Cada cual con sus costumbres y sus historias
R.- De ninguna manera, nuestra especie en el contexto temporal del Universo, lleva aquí el tiempo que se tarda en parpadear, es decir, somos unos recién llegados que, han sabido aprovechar bien el Tiempo para saber el lugar que ocupan en esta inmensidad que llamamos Galaxia y ésta, dentro de algo mucho mayor llamado Universo. Hemos tenido la suerte de venir a caer en una zona tranquila, sin agujeros negros en la vecindad que, nos ha permitido evolucionar y poder indagar llenos de curiosidad sobre el porqué de las cosas.
P.- ¿Cuándo empezamos a ser conscientes de las cosas?
R.- En un primer período, hacinados en grandes cavernas, muertos de frío, y atenazados por el miedo a los rayos y los relámpagos seguidos de terroríficos truenos, huimos del peligro. No podíamos comprender aquellos fenómenos, ni el día y la noche. Sólo el instinto de conservación nos hizo seguir adelante, comer, dormir, huir de los peligros, buscar refugios, tener descendencia…
Pero demos un salto adelante en el Tiempo, esa historia primitiva es bien conocida por todos. Vayamos a Mesopotamia, una región histórica del Oriente Medio, situada en las planicies aluviales entre los ríos Éufrates y Tigris, allí, el pueblo Sumerio, construyó la primera ciudad del mundo, la llamaron Uruk. Allí, se creó la primera Sociedad Humana verdadera y se inventaron:
Otros de los inventos mesopotámicos que han sido de gran importancia son: la irrigación (empleada en la agricultura), los carruajes (que demuestran el empleo de los animales domesticados para el beneficio de los seres humanos), la rueda, el concepto del tiempo (basado en el sistema sexagesimal de los sumerios), el bote, la ciudad, ciertos conceptos matemáticos, el estudio de los astros y los mapas.
La rueda, el carro, el arado, la construcción con arco, el ladrillo de adobe, en matemáticas el sistema Sexagesimal, la escritura en forma cuneiforme, la medicina principalmente de yerbas, las leyes (normas de comportamiento) el trueque (rústica forma de comercio), la alfarería y la agricultura con los primeros canales de riego, se domesticaron animales para aprovechar sus ventajas alimenticias y su fuerza en los trabajos más duros y el transporte.
Detrás de ellos, los Babilonios, Egipcios, Persas, Hindúes, Chinos, Griegos, Árabes… Dejaron su impronta en muchas de las disciplinas del saber humano, es decir, sembraron la semilla de lo que muchos años más tarde, sería la Ciencia. Nos centraremos en los Griegos, aquellos filósofos naturales que se hacían toda clase de preguntas, hablaban en las plazas de Democracia del pueblo, otros escribían obras dramáticas y hacían representación, algunos, como Homero, escribieron epopeyas de grandes gestos como la Odisea y la Ilíada, otros como Tales de Mileto, uno de los siete sabios de Grecia, dejó de lado la Mitología para aplicar La lógica. Fue el primero de señalar la importancia del agua para la vida.
Filósofos como Demócrito de Abdera, se preocupaban del átomo, la parte invisible e indivisible de la materia. Empédocles de Agrigento, nos habló de los elementos, él decía que todas las cosas que conocemos están hechas de Aire, tierra, fuego y Agua que, mezclados en la debido proporción, conformaban todas las cosas. Está claro que ninguno de ellos, con los conocimientos de la época, podían explicar de manera real y fehaciente aquellas cuestiones. Sin embargo, no podemos quitarle el mérito ni la intuición de señalar lo que, más tarde sería una realidad.
Demócrito de Abdera Empédocles de Agrigento
Hoy conocemos del átomo por la mecánica cuántica y de los elementos por la fusión que se produce en las estrellas y las explosiones supernovas que, riegan el Espacio Interestelar de todos los elementos reseñados en la Table Periódica desde el Hidrógeno hasta el Uranio. Existen otros elementos artificiales llamados transuránicos, es decir, más allá del Uranio.
P.- ¿Y qué nos puede decir de la relación Tierra Sol?
R.- Bueno, la Tierra está situada a 150.000.000 de kilómetros del Sol, lo que hace que el planeta, situado en una zona habitable, pueda disponer de agua líquida y de la presencia de la vida. Alejados del tórrido calor que emana de la estrella situada a 1 UA astronómica de nosotros. El Sol, cada segundo, fusiona 4.654.600 toneladas de Hidrógeno en 4.650.000 toneladas de Helio, las 4.600 toneladas que se pierden en la transición, son enviadas al Espacio Interestelar en forma de luz y calor, de lo que una pequeña parte llega a la superficie de nuestro planeta.
Esa energía hace posible la fotosíntesis y que los seres fotosintéticos sean la base de la cadena trófica de la Vida, y, la inclinación de 23º del eje del planeta, hace posible en combinación con la energía del Sol, del clima y las estaciones de la Tierra.
P.-¿Qué cosas asombrosas están presentes en todo esto?
La Luna siempre nos muestra la misma cara
R.- Bueno, inmersos en nuestros problemas cotidianos no nos paramos a prestar atención a las muchas maravillas que nos rodean. Nuestro planeta, la Tierra, gira sobre sí misma a razón de 1.700 Km/h, y, se mueve alrededor del Sol a 107.000 Km/h., el mismo sistema solar camina a 820.000 Km/h alrededor del Sol. No podemos darnos cuenta de tales movimientos por la sencilla razón de que son fijos y continuos, ni se aceleran ni desaceleran. El Sistema Solar se comporta como si de un carrusel planetario se tratara.
P.-¿Qué nos puede decir del nacimiento, vida y muerte del Sol, su verdadero motivo de la charla?
El Sol en la secuencia principal, más tarde Gigante Roja, después nebulosa planetaria y estrella enana blanca. Todo ello obligada en sus transiciones por el Principio de Exclusión de Pauli para los Fermiones.
R.- Simplemente me limitará a comentar a los presentes como nació el Sol, lo que ha realizado y seguirá hacienda durante los 10.000 millones de años de su vida, y, lo que pasará cuando llegue su final que, al agotar su combustible nuclear de fusión, se convertirá en una estrella Gigante roja primero y en una enana blanca después.
Explicará lo que pasa por el camino, mientras se producen esas transiciones, y, espero que todos los presentes, salgan de la conferencia siendo un poco más sabios.
Mar
26
Cosas curiosas (si quieres pensar…pasa)
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física Cuántica ~ Comments (2)
Si hablamos de Física podemos pensar en la constante de Planck en sus dos versiones, h y ħ; en la igualdad masa-energía de Einstein; la Constante gravitacional de Newton, la constante de estructura fina (α = 2Π e² /137); y, el radio del electrón, por ejemplo.
¿Habéis pensado en lo que llevan encerrado sus mensajes?
Es verdaderamente meritorio el enorme avance que en tan poco tiempo ha dado la Humanidad, en el campo de la Física y otras ramas del saber.
En poco más o menos, un siglo y medio, se ha pasado de la oscuridad a una claridad, no cegadora aún, pero sí, aceptable. Son muchos los secretos de la Naturaleza física que han sido desvelados y, el ritmo, parece que crece de manera exponencial, y, en algunos campos, se cumple la ley de Moore.
Eso que llamamos ¡El Tiempo!, tal como lo concebimos es un preciado bien, está a nuestro favor. Sólo tenemos que ir pasando el testigo para alcanzar las metas propuestas.
Avanzamos en todos los campos
Pongamos nuestras esperanzas en que no seamos tan irresponsables como para estropearlo todo. En el estudio del Espacio exterior cada día damos un paso más hacia adelante, vamos conociendo con más certeza la realidad del Universo que nos acoge, y, aunque todavía nos queda muchísimo camino por recorrer, lo cierto es que no se para en la investigación y se preparan misiones hacia los mundos cercanos para ir conociendo nuestro entorno que… ¿Quién sabe? En el futuro aún lejano nos podría ofrecer una salida.
En estudio están muchos de estos proyectos
Si estoy escribiendo, concentrado, en mis cosas de la Física, de la Astronomía, la Gravedad o el electromagnetismo, pongamos por ejemplo, me aíslo y ni oigo los ruidos que a mi alrededor se puedan producir por el desenvolvimiento de la vida cotidiana.
Hay cuestiones sencillas de entender para los iniciados y, a veces, muy complejas para la gente corriente. Por tal motivo, si escribo sobre estos interesantes temas, mi primera preocupación es la de buscar la sencillez en lo que explico. No siempre lo consigo.
Mar
26
¡La Física! Los caminos de la Naturaleza
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física ~ Comments (0)
Escuchar a Edward Wittin hablar sobre Física, puede ser un viaje alucinante que nos lleve hacia el futuro que está por llegar. Él es el autor de la Teoría M de cuerdas en la que ha unificado todas las versiones de supersimetría, supergravedad, cuerda heterótica, supercuerdas y demás. Se avanza sin descanso pero, seguimos sin poder verificar de forma experimental. Se dice que esta teoría esta adelantada a su tiempo.
Aunque el perfeccionamiento matemático introducido por la teoría de cuerdas ha alcanzado alturas de vértigo y ha sorprendido a los matemáticos, los críticos de la teoría aún la señalan como su punto más débil. Cualquier teoría, afirman, debe ser verificable. Puesto que ninguna teoría definida a la energía de Planck de 1019 miles de millones de eV es verificable, ¡la teoría de supercuerdas no es realmente una teoría!
Con esa simple formula, Planck no dijo la energía que se necesitaba para verificar la teoría de cuerdas, es decir 1019 GeV, y, desgraciadamente, esa energía, de momento, no es de este mundo.
¡Es todo tan complejo! La topología nos dará algunas respuestas y, seguramente, las funciones modulares de Ramanujan también podría tener el derecho a voto en esto de la teoría de cuerdas.
No perturbativa
La función e−1/x². La serie de Taylor es idénticamente cero, pero la función no está.
“En matemática y en física, una función matemática o proceso no perturbativo es uno que no se puede describir con precisión por la teoría de la perturbación. Un ejemplo es la función de
.
La serie de Taylor en x = 0 para esta función es exactamente cero a todas las órdenes en la teoría de perturbaciones, pero la función es distinto de cero si x ≠ 0.
La implicancia de esto para la física es que hay algunos fenómenos que son imposibles de entender por la teoría de perturbaciones, independientemente del número de órdenes de la teoría de perturbaciones que utilizamos. El instantón es un ejemplo.”
El principal problema es teórico más que experimental. Si fuéramos suficientemente inteligentes, podríamos resolver exactamente la teoría y encontrar la verdadera solución no perturbativa de la teoría. Sin embargo, esto no nos excusa de encontrar algún medio por el que verificar experimentalmente la teoría; debemos esperar señales de la décima dimensión.
¿La décima dimensión?
“¡Qué extraño sería que la teoría final se descubriera durante nuestra vida! El descubrimiento de las leyes finales de la naturaleza marcará una discontinuidad en la historia del intelecto humano, la más abrupta que haya ocurrido desde el comienzo de la ciencia moderna en el siglo XVII. ¿Podemos imaginar ahora como sería?”
Steven Weinberg
¿Es la belleza un principio físico?
Ni en este monstruo de la Ingeniería y la técnica actual podríamos alcanzar las energías de Planck. Queda muy lejos de la posibilidad humana y, no sabemos si, alguna inteligencia extraterrestre la habrá podido conseguir. Estamos hablando de las fuerzas de la creación.
Aunque la teoría de supercuerdas nos da una formulación convincente de la teoría del universo (de todo lo que existe, incluyendo el espacio, el tiempo y la materia), el problema fundamental es que un test experimental de la teoría está más allá de nuestra tecnología actual. De hecho, la teoría predice que la unificación de todas las fuerzas ocurre a la energía de Planck, de 1019 miles de millones de electronvoltios (eV), que es alrededor de mil billones de veces mayor que las energías actualmente disponibles en nuestros aceleradores de partículas.
Hemos llegado a la energía de 14 TeV, muy poca cosa para poder llegar a las cuerdas
David Gross, uno de los autores de la versión de la cuerda heterótica que se desarrolla en 26 dimensiones. Incorporada más tarde, por Witten a la Teoría M, compendio de todas las anteriores.
El físico David Gross (el del cuarteto de cuerdas de Princeton), al comentar el coste de generar esta energía fantástica, dice: “No hay suficiente dinero en las tesorerías de todos los países del mundo juntos. Es verdaderamente astronómica“.
“La formulación de la cuerda heterótica por el llamado “cuarteto de cuerdas de Princeton” (David Gross, Jeffrey Harvey, Emil Martinec y Ryan Rohm), el modelo que dominó la fenomenología de supercuerdas hasta la “segunda revolución” en 1994.”
Esto resulta decepcionante, porque significa que la verificación experimental, el motor que hace progresar la física, ya no es posible en esta generación actual de máquinas o con cualquier generación de máquinas en un futuro previsible. Esto significa, a su vez, que la teoría decadimensional no es una teoría en el sentido usual, porque es inverificable dado el actual estado tecnológico de nuestro planeta. Nos quedamos entonces con la pregunta: ¿Es la belleza, por sí misma, un principio físico que pueda sustituir la falta de verificación experimental?
Las ecuaciones matemáticas representan algunas de las leyes más complejas que gobiernan el Universo y todo lo que hay en ello.
Se necesita años de experiencia para entender las ecuaciones más profundas y muchas de ellas son tan complejas que son difíciles de traducir a un lenguaje normal.
Sin embargo, esto no significa que no podamos apreciar su belleza.
El concepto de belleza es dispar, no todos aprecian la belleza de la misma manera, y, asimilar la belleza a un principio físico de la Naturaleza me parece banal, ya que, esa belleza, esté donde esté, es, también, Naturaleza.
Para agitar más aún la controversia, Glashow escribió incluso un poema que termina así:
“La Teoría de Todo, si uno no se arredra,
Podría ser algo más que un caleidoscopio de cuerdas.
Aunque algunas cabezas se hayan vuelto viejas y escleróticas,
No hay que confiar sólo en las cosas heteróticas,
Seguid nuestro consejo y no cedáis la partida:
El libro no está acabado, la última palabra no es conocida”.
Glasgow ha jurado (sin éxito) mantener estas teorías fuera de Harvard, donde él enseña. Pero admite que a menudo siente que es superado en su deseo y la teoría de supercuerdas se cuela por todas las rendijas de la universidad y, además, sus puntos de vista no son compartidos por otros Nobel como Murray Gell-Mann y Steven Weinberg que se decantan en el sentido de que la teoría de supercuerdas proporciona nuestra única fuente actual de candidatos para una teoría final con enormes señales reales de autenticidad. ¿Por qué sino de su interior surgen las ecuaciones de Einstein de la relatividad general y el número mágico 24 de Ramanujan y sus funciones modulares, que al ser generalizadas se convierten en 8 y a las que la relatividad añade 2, para finalmente exigir 10 dimensiones? Los físicos no creen en casualidades pero sí en causalidades; si algo ocurre es debido a lo que existió, al suceso anterior que dio lugar al suceso presente, y que dará lugar al suceso futuro.
Srinivasa Ramanujan
El matemático indio más extraño que podía pasarse el día sin levantar la cabeza escribiendo teoremas que ni los mayores matemáticos del momento sabían descifrar. Sus funciones modulares encierran mensajes que están aún por ser descubiertos. ¿Qué nos dirán?
Fue una verdadera pena que los políticos de EEUU dieran al traste con el proyecto SSC (Supercolisionador Superconductor) por su enorme coste de más de 11 mil millones de dólares para construirlo en las afueras de Dallas, Texas, con una circunferencia de 85 Km y rodeado de enormes bobinas magnéticas donde los físicos habrían podido verificar de manera indirecta la teoría decadimensional, además de haber encontrado partículas exóticas tales como la misteriosa partícula de Higgs predicha por el Modelo Estándar. Es la partícula de Higgs la que genera la ruptura de simetría y es por lo tanto el origen de la masa de los quarks. Por consiguiente, la anulación de este proyecto del supercolisionador de partículas nos ha privado de encontrar el “origen de la masa”. Todos los objetos que tienen peso deben su masa a la partícula de Higgs. Incluso, había una posibilidad de que el SSC encontrara partículas exóticas más allá del Modelo Estándar, como “axiones”, que podrían haber ayudado a explicar la materia oscura. También el gravitón, la partícula mediadora en la gravedad, está pendiente de ser encontrada.
Bueno, es posible que aquella decepción sea compensada con el LHC que ahora trabajará a 8 TeV y, posiblemente, para el 2.013, habrá encontrado el Bosón de Higgs que cambiaría el Modelo Estándar de la Física de partículas y…otras cosas.
En aquellos momentos se podían leer comentarios como este:
“Puesto que el super-colisionador no se construirá nunca, y por lo tanto nunca detectará partículas que sean resonancias de baja energía o vibraciones de la supercuerda, otra posibilidad consiste en medir la energía de rayos cósmicos, que son partículas subatómicas altamente energéticas cuyo origen es aún desconocido, pero que debe estar en las profundidades del espacio exterior más allá de nuestra galaxia. Por ejemplo, aunque nadie sabe de dónde vienen, los rayos cósmicos tienen energías mucho mayores que cualquier cosa encontrada en nuestros laboratorios de pruebas.”
Los rayos cósmicos son impredecibles en cuanto a su energía aleatoria. Hace ya aproximadamente un siglo que fueron descubiertos por un padre jesuita de nombre Theodor Wolf en lo alto de la Torre Eiffel en París. Desde entonces, el conocimiento adquirido de estos rayos es bastante aceptable; se buscan y miden mediante el envio de contadores de radiación en cohetes e incluso en satélites a gran altura alrededor del planeta Tierra para minimizar agentes interceptores como los efectos atmosféricos que contaminan las señales. Cuando los rayos energéticos, altamente energéticos, inciden en la atmósfera, rompen los átomos que encuentran a su paso y los fragmentos que se forman caen a tierra donde son detectados por aparatos colocados al efecto en la superficie.
Hercules X-1
El detector de Utah, a unos 140 Km al suroeste de Salt Lake City, es lo suficientemente sensible como para detectar la procedencia, el origen de los rayos cósmicos más energéticos. Hasta el momento, Cygnus X-3 y Hércules X-1 han sido identificados como poderosos emisores de rayos cósmicos. Probablemente son grandes estrellas de neutrones, o incluso agujeros negros en rotación engullendo a sus estrellas vecinas que, inocentes, han osado traspasar el horizonte de sucesos. Cuando el material de la estrella traspasa ese punto de no regreso, crea un gran vórtice de energía y escupe cantidades gigantescas de radiación (por ejemplo, protones) al espacio exterior.
Muchas son las fuentes detectadas de rayos cósmicos a lo largo del Universo. Los rayos cósmicos son partículas que llegan desde el espacio y bombardean constantemente la Tierra desde todas direcciones. La mayoría de estas partículas son protones o núcleos de átomos. Algunas de ellas son más energéticas que cualquier otra partícula observada en la naturaleza. Los rayos cósmicos ultra-energéticos viajan a una velocidad cercana a la de la luz y tienen cientos de millones de veces más energía que las partículas producidas en el acelerador más potente construido por el ser humano.
Hasta la fecha, el rayo cósmico más energético detectado tenía una energía de 1020 electrón voltios. Esta cifra supone una increíble energía diez millones de veces mayor de la que se habría producido en el SSC o ahora el LHC. Dentro de este siglo, seguramente, será difícil alcanzar con nuestras máquinas, energías aproximadas. Aunque esta fantástica energía es todavía cien millones de veces menor que las energías necesarias para sondear la décima dimensión, se espera que energías producidas en el interior profundo de los agujeros negros en nuestra galaxia se acercaran a la energía de Planck. Con grandes naves espaciales en orbita deberíamos ser capaces (seremos) de sondear en lo más profundo de estas estructuras gigantescas de fuentes energéticas que, abundantemente, están repartidas a lo largo y ancho del universo.
Los rayos cósmicos están presentes por todo el Universo allí donde se producen sucesos de grandes energías, como radio-galaxias, explosiones supernovas, e incluso, en colisiones de estrellas de neutrones.
Según una teoría favorita, la mayor fuente de energía dentro de nuestra galaxia (mucho más allá de cualquier cosa imaginable), está en el mismo corazón de la Vía Láctea, en el centro, a 30.000 años luz de nuestro Sistema Solar, y puede constar de millones de agujeros negros.
En física nada se puede descartar, la inaccesibilidad de hoy a la energía de Planck se puede suplir por descubrimientos inesperados que, poco a poco, nos lleve cada vez más cerca de ella, hasta que finalmente tengamos el conocimiento y la tecnología necesarias para poder alcanzarla.
Sabemos exactamente de qué están compuestas las estrellas del cielo que, en las que por cierto, exista una gran variedad de elementos, no todas están hechas de la misma materia dependiendo a qué generación puedan pertenecer. Estudiando las líneas espectrales sabemos qué elementos están allí presentes,
No olvidemos que en el siglo XIX, algunos científicos declararon que la composición de las estrellas estaría siempre fuera del alcance del experimento, y que la única manera que tendríamos de conocerlas sería la de mirar al cielo y verlas allí, inalcanzables como puntos de luz brillantes y lejanos en la oscuridad del vacío del cosmos. Sin embargo, podemos decir hoy, a comienzos del siglo XXI, año 2.008, que no sólo podemos saber la composición de las estrellas, sino también como nacen y mueren, las distancias que los separan de nosotros y un sin fin de datos más.
De la misma manera que sabemos que el Sol será Gigante roja primero y enana blanca después
Particularmente creo que el ser humano es capaz de realizar todo aquello en lo que piensa dentro de unos límites racionales. Podremos, en un futuro no muy lejano, alargar de manera considerable la media de vida. Podremos colonizar otros planetas y explotar recurso mineros en las lunas de nuestro Sistema Solar; los turistas irán al planeta Marte o a las lunas Ganímedes o Europa. Los transportes de hoy serán reliquias del pasado y nos trasladaremos mediante sistemas de transportes más limpios, rápidos y exentos de colisiones. Tendremos computadoras de cifrado cuántico que harán más seguras las comunicaciones y el intercambio de datos será realmente el de la velocidad de c, así en todos los campos del saber humano.
Sí, nuestra Mente está unida al Universo por los hilos invisibles del electromagnetismo. Formamos parte de él, una de las partes que piensan y conscientes tratan de formular preguntas que nos hagan entender.
La mente humana, conectada al Universo del que forma parte, evoluciona sin cesar y, llegado el momento, podría tener una gran cantidad de respuestas que, desde luego, necesitamos conocer para sobrevivir en este complejo y vasto Cosmos.
Estamos inmersos en un avance exponencial, imparable en todos los campos del saber humano
Otro ejemplo de una idea “inverificable” la tenemos en la existencia del átomo. En el siglo XIX, la hipótesis atómica se reveló como el paso decisivo en la comprensión de las leyes de la química y la termodinámica. Sin embargo, muchos físicos se negaban a creer que los átomos existieran realmente, los aceptaban como un concepto o herramienta matemática para operar en su trabajo que, por accidente, daba la descripción correcta del mundo.
Hoy somos todavía incapaces de tomar imágenes directas del átomo debido al principio de incertidumbre de Heisemberg, aunque ahora existen métodos indirectos. En 1.905, Einstein proporcionó la evidencia más convincente, aunque indirecta, de la existencia de átomos cuando demostró que el movimiento browniano (es decir, el movimiento aleatorio de partículas de polvo suspendidas en un líquido) puede ser explicado como colisiones aleatorias entre las partículas y los átomos del líquido.
Albert Einstein, había demostrado la existencia de los átomos. Esto lo hizo gracias al siguiente problema: ¿por qué los granos de polen “saltan” en el agua?. Einstein llegó a la conclusión de que esto sólo podía ser posible si los átomos existían, y esto se comprobó por las exactísimas predicciones que se lograban con los cálculos de Einstein sobre este extraño movimiento: el movimiento Browniano.
Por analogía, podríamos esperar la confirmación experimental de la física de la décima dimensión utilizando métodos indirectos que aún ni se han inventado o descubierto. En lugar de fotografiar el objeto que deseamos, quizá nos conformaríamos, de momento, con fotografiar la “sombra” del mismo.
emilio silvera
Mar
25
Todo lo que existe está en el Universo: Los pensamientos también
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Avances hacia el futuro ~ Comments (3)
Constituido por innumerables galaxias de estrellas que se erigen en el centro de sistemas planetarios, multitud de Nebulosas de las que “nacen” nuevas y brillantes estrellas y mundos, multitud de objetos exóticos la variedad que encierran las estrellas de neutrones púlsares y magnétares, o, los agujeros negros misteriosos y, todo ello, en un espacio de una magnitud inimaginable nuestras mentes que, rodeados de los objetos y las cosas cotidianas, no se paran a pensar en esas inmensas verdades que están ahí, en la lejanía del espacio-tiempo inconmensurable.
La presencia de materia hace que la fuerza de gravedad realice un trabajo impagable al mantener juntos esos conjuntos formados por sistemas de estrellas o planetas o galaxias que tanto nos asombran.
La Humanidad, nuestra especie, siempre miró hacia los confines del cielo estrellado y se hacía preguntas que no podía contestar. En muchos de los trabajos que aquí se han expuesto quedaron reflejadas aquellas Civilizaciones antiguas que nos hablaban, con sus grabaciones en la piedra de los lejanos confines del cosmos que ellos imaginaban. Hemos podido llegar un nivel de tecnología que nos permite otear horizontes muy lejanos y captar, con nuestros ingenios, galaxias que se podría decir, sin temor a equivocarnos, que están situados en los confines del Universo.
Podemos examinar la radiación que emiten las estrellas jóvenes, estudiar nebulosas lejanas y captar los extraños átomos y moléculas que las conforman y, al mismo tiempo, observar como se van creando las condiciones precisas de gravitación, vientos estelares y otros fenómenos cósmicos que, los nuevos mundos y las nuevas estrellas surjan a la vida. Somos testigos de un carrusel cosmológico que gira y gira “eternamente” envuelto en ciclos de destrucción y creación que se suceden en presencia de energías inimaginables, para que todo siga igual al mismo tiempo que todo cambia.
Lo cierto es que hemos encontrado mundos muy parecidos a la Tierra
Nuestro Universo ofrece las mejores condiciones que la Vida, hiciera acto presencia en él. Sin embargo, siempre habrá dos bandos que discrepan en ese sentido: Por un lado están aquellos que creen en la presencia de la vida en múltiples mundos en las galaxias que pueblan el espacio del universo inmenso, y, por la otra parte, están aquellos que niegan tal posibilidad y se aferran a que, para que surgiera la vida en la Tierra, se tuvieron que dar tal cúmulos de condiciones que es imposible que se vuelvan a repetir en ningún otro lugar.
También es cierto que otros muchos mundos no podrían albergar la vida ni en el extremo de las posibilidades conocidas por nosotros y que denominamos estremófilas por estar presente en que nunca, antes de ser descubierta, pudimos imaginar que pudiera existir. Existen regiones del Universo que son extremadamente peligrosas donde la radiación y las energías extremas están presentes y, ningún mundo que pudiera existir por sus alrededores tendría la posibilidad de albergar ninguna clase de vida.
Somos conscientes de que no podemos vivir aislados y desde siempre hemos tratado de saber qué ocurría más allá, en la lejanía de las estrellas donde algunos imaginativos pensaban que otras criaturas habitaban un sin fin de mundos que, la Tierra, tendrían las condiciones necesarias para ello. Para ellos, el Universo ofrecía todas las posibilidades a favor y en contra, su diversidad era tanta que mundos llenos de vida pululaban alrededor de estrellas situadas a decenas, cientos, miles o millones de años-luz de nosotros y, también, había mundos imposibles donde nada podía surgir a la vida.
Ni afirmar ni negar podemos. En lo referente a la vida en otros mundos, todo podría ser posible y la vida tanto inteligente vegetativa en múltiples formas y con distintos metabolismos, como ocurre aquí en nuestro planeta, es posible que esté presente en aquellos mundos que como el nuestro tengan aquellos requisitos necesarios para su sustento. Atmósfera calentada por una estrella benigna que caliente el planeta, océanos y bosques, y, en definitiva, todo aquellos que es necesario para mantener latente formas de vida que como la nuestra, parecida o totalmente diferentes, se desarrollen en un ambiente adecuado a las condiciones que cada especie pudiera requerir.
La luna Io, luna de Júpiter y Charles Darwin. Creo que hasta en los lugares más inhóspitos, la vida podría estar presente. Él decía: “En cualquier charca caliente podría surgir la
La vida más resistente que se conoce es la vida invisible: los micro-oganismos y las bacterias. Los seres vivos capaces de sobrevivir en condiciones extremas se llaman extremófilos. Sobreviven en condiciones que serían letales para cualquier otra forma de vida. Resisten temperaturas extremas, por encima del grado de ebullición del agua y por debajo del de congelación, condiciones de acidez, de falta de luz solar y de oxígeno, de presión, de salinidad… Pueden permanecer en estado de letargo durante miles de años y volver a reanimarse al con el agua.
Lo único que necesitan los extremófilos es: materia orgánica, agua y una fuente de energía. La materia orgánica abunda por todo el Cosmos. Pueden emplear una fuente de energía distinta a la luz solar. De hecho, a comienzos de los 90, se descubrió una bacteria que vivía en el subsuelo, a 7 kms de profundidad, y se alimentaba a base de petróleo. Lo que sí necesita la vida extremófila es agua en estado líquido. O, al menos, así lo creemos. Hasta hoy, no hay pruebas de que ninguna forma de vida pueda sobrevivir sin agua líquida. podemos estar equivocados.
Hasta ahora, la Tierra es el único lugar del universo donde está confirmada la existencia de agua en estado líquido. en el propio Sistema Solar hay planetas y satélites con agua helada. Si se demostrara que los extremófilos pueden sobrevivir con agua helada, se abrirían nuevas posibilidades en la búsqueda de vida extraterrestre.
Arquea productora de metano. Se han encontrado microorganismos productores de metano en dos ambientes extremos en la Tierra: enterrados bajo kilómetros de hielo en Groenlandia y en los suelos cálidos del desierto. Estos descubrimientos hacen más plausible la esperanza que tenemos sobre la existencia de vida en Marte.
Han pasado más de 150 desde que Darwin publicara su famosa obra El origen de las especies. Sus ideas han prevalecido en el transcurrir del tiempo y ni los nuevos descubrimientos ni los muchos avances logrados han podido dejar de lado la idea de la evolución. Más de doscientos años después de su nacimiento, sus ideas siguen en el candelero de la Biología y nos habla de que, la vida, el decía, puede surgir en cualquier charca embarrada y caliente. Sus ideas han sido profundamente analizadas por los mejores especialistas en biología que han tenido que reconocer su influencia en el mundo científico de los distintos campos de la biología, en general, y de la biología evolutiva, en particular.
es interesante ejemplarizar su capacidad sintetizadora y premonitoria en el por aquel entonces, campo novedoso de la biología, la extremofilia, a partir de la exploración de los lagos salobres del río negro en Argentina. A finales de 1831, Darwin se embarcó en el Beagle (ya contamos aquí aquella historia), tardaron meses en atravesar el Atlántico. Desembarcaron el Maldonado y recorrieron las costas de Uruguay y Argentina realizando numerosas observaciones geológicas, botánicas, zoológicas y antropológicas. Ciertamente, aquella “excursión” investigadora por méritos propios pasó a los anales de la Historia.
La imagen está referida a la Misión Planck de la ESA
En cada tiempo hemos hecho las cosas como hemos podido, siempre en busca del saber y queriendo descubrir los secretos que la Naturaleza esconde. Darwin partió en el Beagle lo desconocido en un viaje peligroso y aventurero en busca de lo desconocido. Ahora, nosotros mucho más adelantados, buscamos lo mismo: Saber. Sin embargo, utilizamos otros medios que, como la Misión Planck de la Esa, por ejemplo, vamos a la búsqueda del origen del Universo.
La misión que data de 2.009, no es algo improvisado que se hizo a la ligera, estuvo planificándose y preparándose durante dos décadas de manera muy cuidadosa y con exquisito esmero cuidar hasta el último detalle dentro de las más avanzadas técnicas que la ciencia actual podía permitirse. El telescopio espacial Planck nos ha ayudado a comprender mejor la historia del Universo, desde una fracción de segundo después del Big Bang a la evolución de las estrellas y de las galaxias a lo largo de estos 13.700 millones de años. Aunque la fase de observaciones científicas ya haya terminado, el legado de esta misión sigue vivo. Planck se lanzó en el año 2009 y pasó 4.5 años observando el firmamento para estudiar cómo evolucionó la materia cósmica con el paso del tiempo.
Los científicos que trabajan con los datos de Planck presentaron la imagen más precisa de la radiación cósmica de microondas (CMB, por sus siglas en inglés), los restos de la radiación del Big Bang que quedaron grabados en el firmamento el Universo tenía apenas 380.000 años.
La señal CMB es la imagen más precisa de la distribución de masa en el Universo primitivo. En ella se pueden detectar minúsculas fluctuaciones de temperatura que se corresponden con regiones que, en un principio, presentaban densidades ligeramente diferentes, y que constituyen las semillas de todas las estructuras, estrellas y galaxias que podemos ver hoy en día. Jan Tauber, científico del proyecto Planck para la ESA, declaraba:
“Planck nos ha proporcionado la imagen a cielo completo de la señal CMB más precisa de la historia, con la que podremos poner a prueba una gran variedad de modelos sobre el origen y la evolución del cosmos”
El objetivo principal de Gaia es crear un mapa en 3D de alta precisión de nuestra galaxia, la Vía Láctea, observando repetidamente mil millones de estrellas determinar su posición precisa en el espacio y sus movimientos a través de él. La sonda espacial Gaia es otro de los muchos proyectos que tratan de investigar dónmde estamos situados en el contexto de nuestra Galaxia, la Vía Láctea.
La Agencia Espacial Europea (ESA) ha dado luz verde a la misión Euclides, que se lanzará en 2020 con el objetivo de estudiar la misteriosa energía oscura que compone el 73% del Universo. La misión Euclides contará con un telescopio de 1,2 metros de diámetro que nutrirá una cámara de 576 millones de píxeles con imágenes en muy alta resolución de 2.000 millones de galaxias, equivalente a las del Telescopio Espacial Hubble. Con esos , y mediante tecnología de infrarrojos, los científicos desarrollarán una cartografía de las grandes estructuras del Universo y medirán la distancia las galaxias captadas por la cámara.
El telescopio WISE ha llegó al final de su fase de mapear en infrarrojo, pero continuó con la misión de realizar el seguimiento de los más cercanos cometas y asteroides, además de enanas marrones. Se ideó un telescopio infrarrojo que orbitara la Tierra y que ha sido empleado mapear objetos fríos, polvorientos o lejanos que los telescopios de luz visible no pueden observar. Durante 2010 ha tomó más de 1,8 millones de fotografías utilizando su telescopio de 16 pulgadas y cuatro detectores de longitudes de onda infrarrojas, observando el cielo una vez y media, descubriendo estrellas, cometas y más de 33.500 asteroides en el proceso.
“Un sistema de cinco planetas, de los cuales dos tienen un radio 1,41 y 1,61 veces superior al de la Tierra y están en la zona habitable”. Este es el título de un estudio que investigadores internacionales publican esta semana en Science. El hallazgo ha sido posible gracias a las observaciones del telescopio espacial Kepler de la NASA. La estrella anfitriona es Kepler-62 y los dos planetas protagonistas se han bautizado como Kepler-62 e y f, orbitando más lejos que sus compañeros b, c y d. A Kepler-62 e y f llega un flujo solar desde su estrella parecido al que reciben Venus y Marte por de nuestro Sol. Respectivamente, los dos exoplanetas reciben alrededor de 1,2 y 0,41 veces la radiación solar que alcanza la Tierra. Basándose en modelos y simulaciones computacionales, los científicos consideran que el tamaño de estos dos nuevos planetas sugiere que podrían ser rocosos, como la Tierra, o estar compuestos de agua sólida.
Si miramos al cielo en una noche oscura y estamos en el lugar adecuado, podremos contemplar, la inmensidad en la que estamos inmersos y situados en un pequeño planeta apto para albergar la vida, podemos admirar parte de nuestra Galaxia, la Vía Láctea que nunca hemos podido contemplar en su totalidad al estar confinados en el planeta y no tener los medios para salir fuera y poder tomar una imagen completa del lugar en el que vivimos. Podemos hacerlo con otras galaxias lejanas y, de la nuestra, sólo la conocemos por datos parciales que podemos ir juntando en los diversos estudios que para ello hemos llevado a cabo y seguimos llevando con misiones que, las que más arriba se reseñan, nos facilitan datos precisos para que podamos saber, de nuestro lugar en el Universo desde esta Galaxía que es sólo una de entre cien mil millones.
un lugar minúsculo, un pequeño terrón de roca y agua que orbita una estrella mediana que le suministra la luz y el calor necesario para que podamos estar aquí, sin pararnos a pensar en nuestra ínfima medida en el contexto del Universo, lo cierto es que lo queremos conquistar.
¡Ilusos!
emilio silvera
Mar
25
¿Una guía para descubrir? ¡La simetría!
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Simetrías ~ Comments (0)
La simetría esférica del planeta Marte vista por el Hubble
Esta figura se puede dividir de una forma, verticalmente. Si la intentamos dividir horizontalmente, los dos lados no coincidirían. Dividida de esta forma, la mitad superior no coincide con la mitad inferior. Por lo tanto, podemos decir que la mariposa tiene simetría bilateral .
La simetría es una propiedad universal tanto en la vida corriente, un punto de vista matemático como desde el quehacer de la Física Teórica. En realidad, lo que observamos en la vida corriente es siempre lo repetitivo, lo simétrico, lo que se puede relacionar entre sí por tener algo común.
La Naturaleza está llena de simetrías
En un sentido dinámico, la simetría podemos entenderla como lo que se repite, lo reiterativo, lo que tiende a ser igual. Es decir, los objetos que, por mantener la misma geometría, son representativos de otros objetos. En el Caos matemático encontramos concepción de la simetría en el mundo los fractales. Sin embargo, la simetría es mucho más.
Cuando miro en mi diccionario de Física la palabra Simetría, lo que me dice es:
“Conjunto de invariancias de un sistema. Al aplicar una transformación de simetría sobre un sistema, el sistema queda inalterado, la simetría es estudiada matemáticamente usando teoría de grupos. Algunas de las simetrías son directamente físicas. Algunos ejemplos son las reflexiones y las rotaciones en las moléculas y las translaciones en las redes cristalinas. Las simetrías pueden ser discretas (es decir, cuando hay un finito de transformaciones de simetría), como el conjunto de rotaciones de una molécula octaédrica, o continuas (es decir, cuando no hay número finito), como el conjunto de rotaciones de un átomo o núcleo. Existen simetrías más generales y abstractas, como la invariancia CTP y las simetrías asociadas a las teorías gauge.”
Estas moléculas esféricas de carbono, conocidas como buckybolas, se agitan, como si estuvieran hechas de gelatina. Las buckybolas son moléculas con forma de balón de fútbol…
El Universo está lleno de simetrías por todas partes
También podemos hablar de simetría rota y de supersimetrías. Durante los últimos tiempos, los Físicos han elevado los principios de simetría al más alto nivel en la escala de lo que podemos entender por una explicación. Cuando encontramos una Ley propuesta de la Naturaleza, una pregunta se nos viene a la mente: ¿Por qué ley? ¿Por qué la relatividad especial y la general? ¿Por qué el electromagnetismo de Maxwell? ¿Por qué las teorías de Yang-Mills de las fuerzas nucleares fuerte y débil? Claro que, una respuesta de importancia es que, las teorías hacen predicciones que han sido repetidamente conformadas con precisos experimentos, con diversidad de científicos y lugares y que, siempre, en todos los casos, dieron el mismo resultado. Esto, por supuesto, es la base de la confianza esencial que los físicos tienen en esas teorías.
En todos estos fantásticos lugares rigen las mismas leyes
Claro que, se deja fuera algo esencial: Los físicos creen también que están en el camino correcto porque, de algún modo que no pueden explicar, tienen la convicción de que son correctas, y las ideas de simetría son esenciales para esa intuición. Se presiente que es correcto que ningún lugar del Universo es especial comparado con cualquier otro lugar del Universo, así que los físicos tienen la confianza de que la simetría de traslación debería estar las simetrías de las leyes de la Naturaleza. Se presiente que es correcto que ningún movimiento a velocidad constante es especial comparado con cualquier otro. De modo que los físicos tienen confianza en que la relatividad especial, al abrazar plenamente la simetría todos los observadores con velocidad constante, es una parte esencial de las leyes de la Naturaleza.
Los hongos atómicos guardan cierta simetría
Así que las simetrías de la Naturaleza no son meras consecuencias de las leyes de la Naturaleza. Desde nuestra perspectiva moderna, las simetrías son la base de la que manan las leyes y, siendo así (que lo es), cuando un físico observa una simetría, agudiza su atención, ya que, allí, en aquel lugar, podría encontrarse alguna ley de la Naturaleza que siguiendo aquella presencia, se podría .
Más allá de su papel en dar forma a las leyes que gobiernan las fuerzas de la Naturaleza, las ideas de simetría son vitales para el propio concepto del tiempo. Nadie ha sabido encontrar todavía definición fundamental y definitiva del tiempo. Sin embargo, es indudable que el papel del tiempo en la constitución del cosmos es llevar una especie de de los sucesos y acontecimientos que en el universo ocureren: Nace una estrella, se forma una nueva galaxia, explota una supernova, muere una estrella masiva y surge un agujero negro…
Sí, todos fuimos jóvenes y el paso del tiempo nos transformó en más viejos , no por ello más sabios. Eso sí, con algo más de experiencia y más prudentes a la hora de decidir sobre las cosas importantes que siempre, aunque de joven no le prestemos atención, traen consecuencias.
Sí, todo cambia y nada permanece con el inexorable paso del Tiempo
Reconocemos el transcurrir del tiempo al mirar y ver que, las cosas, no son iguales hoy que lo fueron ayer. Con el transcurrir del tiempo todo cambia y nada permanece. ¿Será el tiempo otra simetría? Debe serlo, ya que, ningún cambio le afecta y, su transcurrir queda inalterado por mucho camino que pudiera haber recorrido y, eso, lo diferente de todo lo demás: Todo cambia excepto el tiempo.
Así, tenemos que llegar a la conclusión de que, el concepto de simetría es, para los Físicos, indispensable como punto de referencia en el descubrimiento de las teorías que más tarde, llegan a convertirse en leyes de la Naturaleza al comprobarse que, son inalterables: Otra vez la Simetría. El desarrollo de la moderna teoría cosmológica, por ejemplo, tiene mucho que ver con la simetría. El significado del Tiempo, su aplicabilidad al universo en su conjunto, la global del espacio, e incluso el marco subyacente de la relatividad especial, todo descansa sobre fundamentos de simetría.
Hay simetría en la muy grande y, también, en lo muy pequeño
Durante el último siglo un concepto muy importante en Física, sobre todo en Mecánica Cuántica, ha sido y es el de simetría. Uno de los resultados más bonitos de la Física dice que allá donde hay una simetría hay una cantidad conservada.
El teorema de Noether se expresa en primer orden como:
“Teorema (Noether). A toda transformación continua de las coordenadas o/y los campos que deje invariante la acción en un volumen cuadridimensional le corresponde una corriente conservada jμ en la evolución que cumple Dμjμ=0.”
Es lo que se llama teorema de Noether. De este modo, las leyes de la Física pueden ser iguales bajo una u otra simetría y cada uno de esos casos se conservará algo. Así por ejemplo, la simetría de traslación temporal corresponde a una cantidad conservada: la energía. También ocurre que las leyes de la física son las mismas bajo unas transformaciones de rotación en el espacio tridimensional y eso significa que se conserva el momento angular.
Allí donde veamos presente la simetría, debemos prestar atención, ya que, podría ser el indicio de que algo importante se podría derivar de esa simetría presente que, en física, hemos comentado, es un principio de gran importancia.