Aquí podemos contemplar una imagen compuesta de la Supernova Kepler del Telescopio Espacial Spitzer y el Hubble con la ayuda del Observatorio de rayos X Chandra. El remanente de supernova que muestra los filamentos de plasma en que se ha convertido una estrella masiva que ha dejado por el camino algún agujero negro y muchos elementos complejos creados en las inmensas temperaturas que allí estuvieron presentes.

En las supernovas se produce la nucleosíntesis de la materia. Es decir, allí se crean nuevos elementos químicos. Ocurre principalmente debido a la nucleosínteis explosiva durante la combustión de oxígeno explosivo y la combustión del silicio. Estas reacciones de fusión crean los elementos silicio, azufre, cloro, argón, potasio, calcio, escandio, titanio, vanadio, cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Como resultado de su expulsión desde supernovas individuales, sus abundancias crecen exponencialmente en el medio interestelar. Los elementos pesados (más pesados que el níquel) son creados principalmente por un proceso de captura de neutrones conocido como proceso-R. Sin embargo, hay otros procesos que se piensa que son responsables de algunas nucleosíntesis de elementos, principalmente un proceso de captura de protones conocido como el Proceso rp  y un proceso de foto-disgregación conocido como el Proceso P. Al final se sintetizan los isótopos más ligeros (pobres en neutrones) de los elementos pesados.

                    Diagrama del Ciclo CNO

El ciclo CNO (carbono-nitrógeno-oxígeno) es una de las 2 reacciones nucleares de fusión por las que las estrellas convierten el hidrógeno en Helio, siendo la otra la cadena protón-protón. Aunque la cadena protón-protón es más importante en las estrellas de la masa del Sol o menor, los modelos teóricos muestran que el ciclo CNO es la fuente de energía dominante en las estrellas más masivas. El proceso CNO fue propuesto en 1938 por Hans Bethe.

Modelo: ¹²₆C donde ¹² es peso atómico y ₆ es número de protones.

Las reacciones del ciclo CNO son:

126C + ¹1H	→	137N + γ	+1,95 MeV
137N	→	136C + e+ + νe	+1,37 MeV
136C + ¹1H	→	147N + γ	+7,54 MeV
147N + ¹1H	→	158O + γ	+7,35 MeV
158O	→	157N + e+ + νe	+1,86 MeV

Rama 1 (99,96% de todos las reacciones):

157N + 11H

→

126C + 42He

+4,96 MeV

El resultado neto del ciclo es la fusión de cuatro protones  en una partícula alfa  y dos positrones y dos neutrinos,  liberando energía en forma de rayos gamma.  Los núcleos de carbono, oxígeno y nitrógeno sirven como catalizadores  y se regeneran en el proceso.

Fusión de elementos

Debido a las grandes cantidades de energía liberadas en una explosión de supernovas se alcanzan temperaturas mucho mayores que en las estrellas. Las temperaturas más altas para un entorno donde se forman los elementos de masa atómica mayor de 254, el californio siendo el más pesado conocido, aunque sólo se ve como elemento sintético en la Tierra. En los procesos de fusión nuclear en la nucleosíntesis estelar,  el peso máximo para un elemento fusionado en que el níquel, alcanzando un isótopo con una masa atómica de 56. La fusión de elementos entre el silicio y el níquel ocurre sólo en las estrellas más grandes, que termina como explosiones de supernovas -proceso de combustión del silicio-. Un proceso de captura de neutrones conocido como el proceso-s que también ocurre durante la nucleosíntesis estelar puede crear elementos por encima del bismuto con una masa atómica de aproximadamente 209. Sin embargo, el proceso-s ocurre principalmente en estrellas de masa pequeña que evolucionan más lentamente.

No podemos completar la Tabla periódica de elementos sin acudir a las estrellas. En las estrellas pequeñas y medianas como el Sol se transmutan una serie de elementos hasta llegar al hierro donde la fusión se frena por falta de potencia energética y, el resto de elementos más pesados y complejos, están en el ámbito de las estrellas masivas que, al final de sus vidas explotan como Supernovas y riegan el espacio interestelar de otros materiales como el oro y el platino, o, el Uranio.

Una imagen del Observatorio Chandra de Rayos-X del remanente de supernova Cassiopeia A, con una impresión artística de la estrella de neutrones en el centro del remanente. El descubrimiento de una atmósfera de carbono en esta estrella de neutrones resuelve un misterio de hace una década alrededor de este objeto. Crédito: NASA/CXC/Southampton/W.Ho;NASA/CXC/M.Weiss

 

Durante la nucleosíntesis de supernovas, el Proceso-R (R de Rápido) crea isótopos pesados muy ricos en neutrones, que se descomponen después del evento a la primera isobara estable, creando de este modo los isótopos estables ricos en neutrones de todos los elementos pesados. Este proceso de captura de neutrones ocurre a altas densidades de neutrones con condiciones de grandes temperaturas. En el Proceso-R, los núcleos pesados son bombardeados con un gran flujo de neutrones para formar núcleos ricos en neutrones altamente inestables que rápidamente experimentan la desintegración Beta  para formar núcleos más estables con un número atómico mayor y la misma masa atómica. El flujo de neutrones es increíblemente alto, unos 10²² neutrones por centímetro cuadrado por segundo.

Los primeros cálculos de un Proceso-R, muestran la evolución de los resultados calculados con respecto al tiempo, también sugieren que en el Proceso-R las abundancias son una superposición de diferentes flujos de neutrones. Las pequeñas afluencias producen el primer pico de abundancias del Proceso-R cerca del peso atómico A = 130 pero no actínidos, mientras que las grandes afluencias producen los actínidos Uranio y Torio, pero no contiene el pico de abundancia de A = 130. Estos procesos ocurren en una fracción entre un segundo y unos cuantos segundos, dependiendo de detalles. Cientos de artículos relacionados publicados han utilizado esta aproximación dependiente del tiempo. De modo interesante, la única supernova moderna cercana, la Supernova 1987A, no ha revelado enriquecimientos del Proceso-R. La idea moderna es que el Proceso-R puede ser lanzado desde algunas supernovas, pero se agota en otros como parte de los neutrones residuales de la estrella o de un agujero negro.

La famosa Supernova 1987A cuya onda expansiva al expandirse hacia el espacio interestelar  creó inmensos anillos  brillantesde material caliente, que fueron captados por el Hubble en todo su esplendor. No hace tanto tiempo que se observó la supernova más notable de los tiempos modernos. En febrero de 1987, la luz llegó a la Tierra procedente de una estrella que explotó en la cercana galaxia grande Nube de Magallanes. 1987a Supernova sigue siendo la supernova más cercana desde la invención del telescopio. La explosión catapultó una enorme cantidad de gas, la luz y los neutrinos en el espacio interestelar. Cuando se observó por el telescopio espacial Hubble (HST) en 1994, se descubrieron grandes anillos extraños cuyo origen sigue siendo misterioso, aunque se cree que han sido expulsados​​, incluso antes de la explosión principal. Observaciones más recientes del HST muestran en la inserción, sin embargo, han descubierto algo realmente predicho: la bola de fuego en expansión de la estrella en explosión.

Con el paso de los siglos, las supernovas se difuminan y van cediendo material que pierden por distintos motivos de la gravedad, vientos estelares y otros sucesos que se llevan material del remanente. Arriba podemos contemplar lo que ha quedado de la Supernova SN 1572, más conocida como la Supernova de Tycho.

TRANSURÁNIDOS, TRANSACTÍNIDOS Y MÁS ALLÁ

Los elementos químicos en el Universo

En el Universo se han detectado alrededor de 92 elementos químicos distintos. La abundancia de cada uno de ellos es muy diferente,  el hidrógeno constituye casi el 75% de la materia atómica del Universo, de un elemento como el francio apenas si existen 30 g en toda la Tierra, de otros elementos no se conoce su existencia y se han sintetizado en el laboratorio, en algunos casos, apenas unos pocos átomos. Este capítulo lo vamos a dedicar a conocer como el hombre ha ampliado, sintetizándolos de manera artificial, el  de elementos químicos conocido hasta llegar en la actualidad al 118, de ellos 112 reconocidos y con nombre admitido por la IUPAC.

Lo cierto es que hemos podido llegar a saber cómo se forman los elementos en el Universo donde la Naturaleza se sirve de las estrellas para “fabricarlos” y en sus distintas categorías de más o menos masas, cada tipo de estrella desempeña una funsión esencial para que en el Universo puedan existir toda la gama de elementos que podemos conocer y que conforman la Tabla Periódica. Los más sencillos se transmutan en las estrellas pequeñas y los más complejos en las masivas y en las supernovas que se producen al final de sus vidas. Como se dice más arriba, los artificiales, los que están más allá del Uranio, son formados por el hombre en el laboratorio.

El Alquimista descubriendo el fósforo (1771) de Joseph Wright

Lejos quedan ya aquellos tiempos en el que los Alquimistas, perseguían transmutar el plomo en oro, encontrar la piedra filosofal y el elisír de la eterna juventud. Siempre hemos tenido una imaginación desbordante y, cuando no teníamos los conocimientos necesarios para explicar o conseguir aquello que queríamos y pensábamos que podíamos conseguir… ¡La Imaginación se desataba y volaba por los ilusorios campos de la Ignorancia!

Algunos piensan y se ha podido leer por ahí que:

“Un modelo propone que el origen de los elementos más pesados que el hierro no se da en las explosiones de supernova, sino en procesos en los que están involucradas las estrellas de neutrones.”

Somos cenizas de estrellas. Muchos de los átomos que componen nuestros cuerpos estuvieron alguna vez en el interior de alguna estrella en donde las reacciones de fusión nucleares los sintetizaron. Una vez esos cuerpos estelares murieron los elementos que los componían fueron diseminados por el espacio. Parte de esa materia fue a parar a otros discos de acreción que formaron nuevas estrellas, planetas e incluso seres vivos.
El Big Bang sólo produjo hidrógeno, helio y pequeñas trazas de elementos ligeros, como el litio de nuestras baterías. Son los elementos primordiales. Las reacciones de fusión de las estrellas pueden sintetizar el resto de los elementos de la tabla periódica, pero no los de  atómico más elevado. El elemento de corte se suele colocar en el hierro, aunque esta frontera es un tanto difusa. La razón es que las reacciones de fusión para producir esos elementos más pesados no producen energía, sino que la consumen. De hecho, la mejor manera de crear esos elementos pesados es por captura de neutrones.
El caso es que, hasta , se decía que esos elementos pesados, como el oro cuyo brillo tanto nos ciega, el uranio de nuestros reactores o el platino que cataliza tanta química moderna, procedían de las propias explosiones de supernovas. Todos hemos repetido esta popular hipótesis una y otra vez, pero no hay pruebas que la avalen. De hecho, las simulaciones de modelos de explosiones de supernova no confirman dicha síntesis.
, una nueva teoría, coloca el origen de estos elementos en las estrellas de neutrones. Una estrella de neutrones es el residuo que dejan algunas estrellas de gran masa una vez explotan en forma de supernova. Unas simulaciones numéricas realizadas por científicos del Max Planck han verificado que la materia eyectada en procesos en los que están involucrados estos cuerpos producen las colisiones nucleares violentas necesarias como para producir núcleos pesados y generar los elementos más pesados que el hierro.” (Neo-Fronteras).

Todos sabemos por haberlo explicado aquí repetidas veces, como se forman las estrellas de neutrones que tiene una densidad de 10¹⁷ Kk/m³. ¡Una barbaridad! Pues bien, cuando dos de estas estrellas colisionan, se produce una inmensa explosión en la que se pueden crear materiales como el oro y el platino entre otros. Así ha resumido, un grupo de astrofísicos una investigación realizado para comprobar qué pasaba en este tipo de sucesos. De ello podemosdeducir que se pueden formar nuevos materiales por procesos distintos al de la fusión nuclear en las estrellas. Sin embargo, la mayoría de los elementos están “fabricados en los hornos nucleares” y, gracias a ello, podemos nosotros estar aquí para contarlo.

emilio silvera

[?]

Poco a poco vamos pudiendo explicar las cosas que hoy no sabemos y, los adelantos continuados, en todas las disciplinas, del saber humano, hace posible que las teorías de hoy, no sean las del mañana, toda vez que, cuando se descubren nuevos datos y nuevos sucesos, nos hacen tomar también, caminos nuevos que nos llevan a la búsqueda de nuevas teorías. Lo cierto es que siempre andamos a vueltas con las teorías, y, tenemos que ser conscientes que las teorías tienen unos límites que están bien determinados.

Veamos:

Unas nos hablan del “universo” de lo muy pequeño y otras, del “universo” de lo muy grande, pero… ¿Cuáles son los límites de la teoría cuántica y de la teoría de la relatividad general de Einstein? Afortunadamente, hay una respuesta simple y las unidades de Planck nos dicen cuales son.

La época de Planck está referida al Universo temprano, muy poco después del comienzo del Tiempo, en la Historia entre cero y 10^-43 segundos (un Tiempo de Planck) durante el cual las cuatro fuerzas fundamentales (Interacciones fuerte y débil, electromagnetismo y Gravedad), estaban unificadas en una sola fuerza y las partículas elementales todavía no existían.

Supongamos que tomamos toda la masa del universo visible y determinamos su longitud de onda cuántica. Podemos preguntarnos en qué momento esta longitud de onda cuántica del universo visible superará su tamaño.  La respuesta es: cuando el universo sea más pequeño en tamaño que la longitud de Planck, es decir, 10^-33 centímetros, más joven que el tiempo de Planck 10ˉ⁴³ segundos y supere la temperatura de Planck de 10³² grados.  Las unidades de Planck marcan la frontera de aplicación de nuestras teorías actuales. Para comprender en que se parece el mundo a una escala menor que la longitud de Planck tenemos que comprender plenamente cómo se entrelaza la incertidumbre cuántica con la gravedad. Para entender lo que podría haber sucedido cerca del suceso que estamos tentados a llamar el principio del universo, o el comienzo del tiempo, tenemos que penetrar la barrera de Planck. Las constantes de la naturaleza marcan las fronteras de nuestro conocimiento existente y nos dejan al descubierto los límites de nuestras teorías.

En los intentos más recientes de crear una teoría nueva para describir la naturaleza cuántica de la gravedad ha emergido un nuevo significado para las unidades naturales de Planck. Parece que el concepto al que llamamos “información” tiene un profundo significado en el universo. Estamos habituados a vivir en lo que llamamos “la edad de la información”.  La información puede ser empaquetada en formas electrónicas, enviadas rápidamente y recibidas con más facilidad que nunca antes. Nuestra evolución en el proceso rápido y barato de la información se suele mostrar en una forma que nos permite comprobar la predicción de Gordon Moore, el fundador de Intel, llamada ley de Moore, en la que, en 1.965, advirtió que el área de un transistor se dividía por dos aproximadamente cada 12 meses. En 1975 revisó su tiempo de reducción a la mitad hasta situarlo en 24 meses. Esta es “la ley de Moore” cada 24 meses se obtiene una circuiteria de ordenador aproximadamente el doble, que corre a velocidad doble, por el mismo precio, ya que, el coste integrado del circuito viene a ser el mismo, constante.

 Los procesamiento de información vienen impuestos por las constantes de la naturaleza. Día a día la computación cuántica se va acercando a la realidad.

Los límites últimos que podemos esperar para el almacenamiento y los ritmos de procesamiento de la información están impuestos por las constantes de la naturaleza. En 1981, el físico israelí, Jacob Bekenstein, hizo una predicción inusual que estaba inspirada en su estudio de los agujeros negros.  Calculó que hay una cantidad máxima de información que puede almacenarse dentro de cualquier volumen. Esto no debería sorprendernos. Lo que debería hacerlo es que el valor máximo está precisamente determinado por el área de la superficie que rodea al volumen, y no por el propio volumen. El  máximo de bits de información que puede almacenarse en un volumen viene dado precisamente por el cómputo de su área superficial en unidades de Planck. Supongamos que la región es esférica. Entonces su área superficial es precisamente proporcional al cuadrado de su radio, mientras que el área de Planck es proporcional a la longitud de Planck al cuadrado, 10^-66 cm².  Esto es muchísimo mayor que cualquier capacidad de almacenamiento de información producida hasta . Asimismo, hay un límite último sobre el ritmo de procesamiento de información que viene impuesto por las constantes de la naturaleza.

                                               Stoney                                                                        Planck

No debemos descartar la posibilidad de que seamos capaces de utilizar las unidades de Planck-Stoney para clasificar todo el abanico de estructuras que vemos en el universo,  el mundo de las partículas elementales hasta las más grandes estructuras astronómicas.  Este fenómeno se puede representar en un gráfico que recree la escala logarítmica de tamaño desde el átomo a las galaxias. Todas las estructuras del universo existen porque son el equilibrio de fuerzas dispares y competidoras que se detienen o compensan las unas a las otras; la atracción y la repulsión. Ese es el equilibrio de las estrellas donde la repulsión termonuclear tiende a expandirla y la atracción (contracción) de su propia masa tiende a comprimirla; así, el resultado es la estabilidad de la estrella. En el caso del planeta Tierra, hay un equilibrio entre la fuerza atractiva de la gravedad y la repulsión atómica que aparece cuando los átomos se comprimen demasiado juntos. Todos estos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en términos de dos números puros creados a partir de las constantes e, h, c, G y m_protón.

“Tras medir alfa en unas 300 galaxias lejanas, vimos un patrón constante: este , que nos dice la fuerza del electromagnetismo, no es igual en otras partes que en la Tierra, y parecer variar de forma continua a lo largo de un eje”. Algunos se empeñan en variar la constante de estructura fina y, si eso llegara a producirse… las consecuencias serían funestas para nosotros. Otros estudios nos dicen que esa constante, no ha variado a lo largo de los miles de millones de años del Universo y, así debe ser, o, si varió, lo hizo en una escala ínfima.

Si varían algunas de las dos en sólo una diezmillonésima, muchas de las cosas que conforman el Universo serían imposible y, la consecuencia sería, la ausencia de vida.  La identificación de constantes adimensionales de la naturaleza como α (alfa) y a_G, junto con los números que desempeñan el mismo papel definitorio para las fuerzas débil y fuerte de la naturaleza, nos anima a pensar por un  en mundos diferentes del nuestro. Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el universo tal como lo conocemos, pero estarán caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales. Estos cambios numéricos alterarán toda la fábrica de los mundos imaginarios. Los átomos pueden tener propiedades diferentes. La gravedad puede tener un papel en el mundo a pequeña escala.  La naturaleza cuántica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados.

La identificación de constantes adimensionales de la naturaleza como a (alfa) y a_G, junto con los números que desempeñan el mismo papel definitorio para las fuerzas débil y fuerte de la naturaleza, nos anima a pensar por un momento en mundos diferentes del nuestro. Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el universo tal como lo conocemos, pero estarán caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales. Estos cambios numéricos alterarán toda la fábrica de los mundos imaginarios. Los átomos pueden tener propiedades diferentes. La gravedad puede tener un papel en el mundo a pequeña escala.  La naturaleza cuántica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados.

Lo único que  en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la naturaleza (así lo creían Einstein y Planck).  Si se duplica el valor de todas las masas no se puede llegar a saber, porque todos los números puros definidos por las razones de cualquier par de masas son invariables.

Cuando surgen comentarios de números puros y adimensionales, de manera automática aparece en mi mente el  137. Ese número encierra más de lo que estamos preparados para comprender; me hace pensar y mi imaginación se desboca en múltiples ideas y teorías. Einstein era un campeón en esta clase de ejercicios mentales que él llamaba “libre invención de la mente”. El gran físico creía que no podríamos llegar a las verdades de la naturaleza sólo por la observación y la experimentación. Necesitamos crear conceptos, teorías y postulados de nuestra propia imaginación que posteriormente deben ser explorados para averiguar si existe algo de verdad en ellos.

Para poner un ejemplo de nuestra ignorancia poco tendríamos que buscar, tenemos a mano miles de millones.

El gran físico León Lederman nos decía:

 

 

“Todos los físicos del mundo, deberían tener un letrero en el lugar más visible de sus casas, para que al mirarlo, les recordara lo que no saben. En el cartel sólo pondría esto: 137. Ciento treinta y siete es el inverso de algo que lleva el  de constante de estructura fina”.

Este número guarda relación con la posibilidad de que un electrón emita un fotón o lo absorba. La constante de estructura fina responde también al nombre de “alfa” y sale de dividir el cuadrado de la carga del electrón, por el producto de la velocidad de la luz y la constante de Planck. Tanta palabrería y numerología no significan otra cosa sino que ese solo numero, 137, encierra los misterios del electromagnetismo (el electrón, e^–), la relatividad (la velocidad de la luz, c), y la teoría cuántica (la constante de Planck, h).

Sus dimensiones y masa le permiten ¡lo imposible! para nosotros. La tensión superficial es una consecuencia de que todas las moléculas y los átomos se atraen unos a otros con una fuerza que nosotros llamamos fuerza de Van der Vaalls. esta fuerza tiene un alcance muy corto. para ser más precisos, diremos que la intensidad de esta fuerza a una distancia r es aproximadamente proporcional a 1/r⁷. Esto significa  que si se reduce la distancia entre dos átomos a la mitad, la fuerza de Van der Vaalls con la que se atraen uno a otro se hace 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 128 veces más intensa. Cuando los átomos y las moléculas se acercan mucho unos a otros quedan unidos muy fuertemente a través de esta fuerza.

La mecánica cuántica domina en el micro-mundo de los átomos y de las partículas “elementales”. Nos enseña que en la naturaleza cualquier masa, por sólida o puntual que pueda parecer, tiene un aspecto ondulatorio. Esta onda no es como una onda de agua. Se parece más a una ola de histeria que se expande: es una onda de información. Nos indica la probabilidad de detectar una partícula. La longitud de onda de una partícula, la longitud cuántica, se hace menor cuanto mayor es la masa de esa partícula.

Por el contrario, la relatividad general era siempre necesaria cuando se trataba con situaciones donde algo viaja a la velocidad de la luz, o está muy cerca o donde la gravedad es muy intensa. Se utiliza describir la expansión del universo o el comportamiento en situaciones extremas, como la formación de agujeros negros.

Sin embargo, la gravedad es muy débil comparada con las fuerzas que unen átomos y moléculas y demasiado débil para tener cualquier efecto sobre la estructura del átomo o de partículas subatómicas, se trata con masas tan insignificantes que la incidencia gravitatoria es despreciable. Todo lo contrario que ocurre en presencia de masas considerables como planetas, estrellas y galaxias, donde la presencia de la gravitación curva el espacio y distorsiona el tiempo.

Como resultado de estas propiedades antagónicas, la teoría cuántica y la teoría relativista gobiernan reinos diferentes, muy dispares, en el universo de lo muy pequeño o en el universo de lo muy grande. Nadie ha encontrado la manera de unir, sin fisuras, estas dos teorías en una sola y nueva de Gravedad-Cuántica.

La velocidad de la luz en el vacío es por definición una constante universal de valor 299.792.458 m/s(suele aproximarse a 3·10⁸ m/s), o lo que es lo mismo 9,46·10¹⁵ m/año; la segunda cifra es la usada  definir al intervalo llamado año luz. La información se transmitirá a esa velocidad como máximo, nuestro Universo, no permite mayor rapidéz, al menos, por los métodos convencionales. Lo cierto es que algún día nos daremos cuenta y descubriremos que la luz tiene más importancia de la que ahora le podemos dar, toda vez que no conocemos, la realidad de su naturaleza y todo lo que significa en nuestro Universo. Nosotros mismos, en última instancia… ¡Somos luz!

De átomos que se juntan para formar moléculas y sustancias que tienen sus origen en las estrellas, y, que por unas inexplicables transformaciones, ese conjunto evolucionada y puede llegar, a convertirse en pensamientos.

El año 2.015 fue el Año Internacional de la Luz, ese fenómeno natural del que tenemos muchos secretos que desvelar. Creo que, el día que sepamos, lo es realmente la luz, la inmensa ignorancia que llevamos acuesta, será más llevadera.

¡Sabemos aun tan poco!

emilio silvera

[?]

 El Renacimiento se debería considerar terminado cuando el compositor Claudio Monteverdi y sus coetáneos empiezan a virar hacia el barroco hacia principios del siglo XVII aunque, por ejemplo en Inglaterra, el periodo musical renacentista duró algunas décadas más.

Otro hecho destacado en la música del Renacimiento es la independencia de la música instrumental de la voz.

Un hecho social  influye en la música vocal del renacimiento: la Reforma de Martín Lutero que cambia el tipo de música religiosa en la renovada iglesia. El canto gregoriano se sustituye por una serie de composiciones más adecuadas para que las cantara el pueblo.

En la Iglesia Católica, durante el Renacimiento toma auge el motete, las obras musicales religiosas católicas tienen mayor complejidad que las propuestas por la Reforma.

 

​Dejando a un lado la música religiosa, entre la música popular que se impuso en el Renacimiento se encuentra el madrigal, siguiendo las pautas de la polifonía relata temas de índole amorosa.

​Unas de las piezas de música vocal que tienen su raíz más popular en el Renacimiento es el villancico, palabra que proviene de villano en su acepción de popular, aunque ahora se utiliza esta palabra para designar las canciones de Navidad en países de habla hispana, en el Renacimiento no era así, podían tener cualquier otra temática. Lo que se mantenía era su estructura de estribillo, copla y la repetición del estribillo.

 

Al principio del artículo decíamos que el Renacimiento se podía dar por terminado con Claudio Monteverdi, pero antes que él encontramos a otros músicos como Jacopo Peri que surgiendo del grupo la Camerata Fiorentina, empezaron a componer óperas. De hecho, Peri es el primer compositor de óperas de la historia, aunque la primera, Dafne, no ha llegado hasta nuestros días.

Instrumentos de cuerda: Violas da gamba, violín, laúd y arpa.

Instrumentos de teclado: Clave, y la versión más pequeña, la espineta; clavicordio y órgano.

Instrumentos de viento: Corneta, chirimía, sacabuche y bajón.

Otros instrumentos: Flauta de pico, pífano, cromormo y trompeta. Respecto a la trompeta hay que aclarar que no tenía ni pistones ni agujeros, el músico debía entonar sólo con los labios. Este tipo de trompetas las usó Monteverdi en su ópera Orfeo . Recordemos que Orfeo, fue un encargo de la familia de los Gonzaga, que gobernaba en Mantua, y Monteverdi usó como obertura la marcha militar de la familia, así que el uso de trompetas que se reservaba a la nobleza es totalmente adecuado.

“La ciudad de Florencia se encuentra situada en el centro de una cuenca rodeada por tres lados por las colinas arcillosas de Cercina que se sitúan sobre el barrio de Rifredi y el hospital de Careggi al norte, por las colinas de Fiesole al noreste, de Setignano al este, y de Arcetri, Poggio Imperiale y Bellosguardo al sur. La llanura sobre la que se encuentra la ciudad es atravesada por el río Arno y por otros cursos de agua menores como el Mugnone, el Terzolle y el río Greve.”

 

Algunas de las contribuciones teóricas más importantes de Galilei fueron en el tratamiento de la disonancia: él tenía una concepción bastante moderna del tema que permitía una disonancia pasajera “si las voces fluyen con suavidad” así como disonancias puntuales, tales como las suspensiones, a las que denominó “disonacias esenciales”. Esta técnica describe la práctica barroca, especialmente la que define las reglas de resolución de suspensiones mediante un salto preliminar seguido por un regreso a la nota esperada de resolución.

Además, Galilei hizo importantes descubrimientos en el campo de la acústica; especialmente los que se refieren a la física que implica la vibración de cuerdas y columnas de aire. Es posible que fuera el primero en establecer que relación entre la tensión de una cuerda y su frecuencia de vibración no seguía una ley física lineal.

 

Aproximadamente entre  1.580 y 1.589, algunos caballeros empezaron a reunirse de forma regular en casa del conde Giovanni dei Bardi en Florencia.  Este grupo, conocido como la camerata estaba compuesto por el célebre flautista Vincenzo Galilei (padre del astrónomo Galileo Galilei), Jacobo Peri y Giulio Caccini, también músicos, a los que se sumaba el Poeta Octavio Rinuccini.

Durante el curso de sus conversaciones, principalmente dedicadas al teatro clásico, surgió la idea de que las obras clásicas podían notarse “de forma declamatoria”. Fue así como más adelante nacería la opera.  En términos muy amplios, podemos afirmar que en el largo siglo que va de 1.470 a 1.590 aparecen  los principales elementos de la música moderna en un proceso análogo al que se observa en la pintura.

Los desarrollos en este campo pueden dividirse en tres grupos:

– En primer lugar, se dieron una serie de avances técnicos, tanto para instrumentos como para voces, que permitieron la evolución de los tipos de sonido que escuchamos hoy.

– En segundo lugar, se desarrollaron diversos géneros musicales, lo que condujo a la forma de la música tal y como la conocemos en la actualidad.

– Y, en tercer lugar, tenemos el surgimiento de los primeros compositores de música moderan, los primeros músicos famosos cuyos nombres aún recordamos.

                Jean Ockeghem

Entre los avances técnicos, podemos señalar para empezar el principio de “imitación”, una innovación de la escuela de música flamenca, cuyos principales representantes fuera Jean Ockeghem (c. 1430-1.495) y Jacob Obrecht (c. 1430-1505). Sin embargo, durante el siglo XV y buena parte del XVI, la música flamenca fue ganando prestigio no sólo en Europa septentrional sino también en Italia.

                            Catedral de San Marcos en Venecia

En la corte papal en Roma, en la Catedral de San Marcos en Venecia, en Florencia y en Milán, los músicos flamencos eran los más solicitados.  En este contexto, el término “imitación” designa la costumbre de que en una obra polifónica las voces no canten juntas sino una después de otra, cada una repitiendo lo dicho por la anterior.  Este recurso tenía un gran poder expresivo y se ha mantenido vigente hasta el día de hoy en todos los géneros musicales.

Por la misma época, se introdujeron las masas corales que reunían gran cantidad de voces.  En partículas el coro papal adquirió mucha importancia, si bien fue en Venecia donde el flamenco Adrian Willaert (c. 1.480-1.562) introdujo el coro doble, en el que dos cuerpos cocales se yuxta ponían continuamente uno a otro, algo que tenía una fuerza dramática aún mayor.

También fue en Venecia donde se dieron los primeros pasos hacia la orquestación, la idea de designar instrumentos específicos para cada parte de la composición.  Esto se relaciona con el hecho de que fue también en esta ciudad donde se inició la impresión de partituras hacia 1.501, con lo que los intérpretes pudieron llevar las ideas musicales “no en la cabeza, sino en su equipaje”.

Venecia produjo dos músicos extraordinarios:

Andrea Gabriela y su sobrino Giovanni.  Fueron ellos quienes perfeccionaron el equilibrio de los coros, con grupos de instrumentos de cuerda y de viento, en galerías corales opuestas que hacían avanzar y retroceder la melodía y que tenían por base dos grandes órganos.

Yehudi Menuhin considera que este momento de la música occidental “marca el auténtico comienzo de la música instrumental independiente” y, en particular, de un elemento que sería de vital importancia a lo largo de la era moderna: la disonancia suspendida.

Esta disonancia, planeada de forma deliberada, llama la atención sobre sí misma y exige ser resuelta (al menos hasta Schönberg, en 1.907), lo que subrayó el carácter emocional de la música y propició el desarrollo de la técnica de la modulación, el libre movimiento de un tono a otro sin el cual había sido imposible el movimiento romántico en la música.

Los siglos XV y XVI también fueron testigos del aumento del número de instrumentos disponibles y, en un sentido rudimentario, de los comienzos de la orquesta.  Inicialmente, tuvo una gran importancia la difusión del arco desde Asia, a través del Islam y Bizancio, donde hacia el siglo X el Rabat y la luna se tocaban con arcos de una o dos cuerdas.

En Europa, el arco musical, descendiente directo del arco de caza, apareció primero en España y Sicilia, pero se difundió con rapidez hacia el norte del continente.  Aunque el sonido producido al puntear las cuerdas se desvanecía con rapidez, se descubrió que las notas emitidas por las cuerdas al vibrar podían prolongarse mucho tiempo frotando un arco sobre ellas.

El segundo acontecimiento decisivo para la evolución de la música occidental fueron las cruzadas de los siglos XII y XIII.  Los nuevos instrumentos encontrados en Oriente Próximo se difundieron velozmente, en particular el antecesor del violín, que aparece por primera vez en ilustraciones bizantinas del siglo XI, cuando tenía muchas formas diferentes (ovalada, elíptica, rectangular) y ya contaba con una parte estrecha para permitir que los movimientos del arco fueran más flexibles.

Existe también evidencias, y este es un claro ejemplo, de una guitarra con lados suaves y curvos, varetas y un mástil largo provisto de varios trastes, encontrada en un bajorrelieve de los Hititas en la colina de Euyuk (año 1000 a.C.) en Cappadocia, Siria (esta región hoy en día se conoce como Asia Menor). A menos que otros monumentos de menor antigüedad salgan a la luz con evidencias de guitarras con suaves curvaturas y soportes de madera en la tapa armónica, se puede sustentar que el instrumento, que requería de cierto grado de destreza en su construcción, murió en Egipto y

Asia antes de la aparición de la Grecia Clásica, de tal manera este instrumento tuvo que evolucionar necesariamente de uno nuevo como la cíthara de los griegos en Asia Menor. Que la evolución haya ocurrido durante el Imperio Bizantino o en Siria es razonable y se adecua a las tradiciones de los griegos y su devoción hacia la cíthara, lo cual los llevó a adaptar el mástil y hacer nuevas mejoras al instrumento, en vez de adoptar el rebab, el tanbur o el barbiton de los persas y árabes. De hecho, parece que esto es lo que ha acontecido en realidad. No obstante, en el siglo XIV, en una enumeración de instrumentos musicales realizada por el Archipreste de Hita, una guitarra morisca es mencionada y desfavorable a nuestro supuesto se la compara con la guitarra latina; pero, los árabes de hoy en día siguen tocando un instrumento cuyo nombre es kuitra (que en el Norte de África sería guithara), pero tiene un fondo bombeado, su caja tiene la forma de media pera y con un mástil bastante largo; las cuerdas son tocadas por púas o plectros. El instrumento árabe por lo tanto, pertenece a otra familia, y admitirlo como el ancestro de la guitarra española sería una hipótesis tan engañosa como aquella que asevera que la guitarra deriva del laúd. Otros instrumentos eran el rebec y el gittern, precursora de la guitarra, un enorme instrumento hecho a partir de un bloque de madera sólida.

Los instrumentos de cuerda provistos de teclado aparecen inicialmente en la primera mitad del siglo XV, quizá como desarrollo de un instrumento misterioso, el checker, del que no se conserva ningún ejemplar, por lo que solo lo conocemos a través de ilustraciones.

También existía un primitivo clavicordio, denominado monocordio (quizá inventado por Pitágoras), y un antiguo clavicémbalo, un instrumento alargado, a partir del cual evolucionaron la espineta y el virginal, ambos de tamaño más pequeño.

Para el siglo XVI el laúd, la guitarra, la viola y el violín, se habían hecho muy populares a medida que se difundía el gusto por la música cromática.  Carlos IX, rey de Francia entre 1.560 y 1.574, ordenó la construcción de treinta y ocho instrumentos a Andrea Amati, el famoso fabricante de Cremona, y especificó que doce debían ser violines grandes, doce violines pequeños, seis violas y ocho bajos.

Entre los instrumentos de viento, el órgano se había utilizado desde la época de los romanos, si bien desde el siglo X en adelante había pasado a ser instrumento exclusivo de la Iglesia.

En este campo la importación más significativa de Oriente fue la bombarda, que deriva de la surna persa, un instrumento de doble lengüeta con agujeros para los dedos y pabellón amplio.  El oboe moderno probablemente fue inventado a mediados del siglo XVII por un miembro de la familia Hotteterre, y se introdujo en la corte francesa.  Se consideraba un complemento de los violes, aunque también contribuía al continuo.

Entre las diversas formas musicales surgidas desde el siglo XI podemos destacar el madrigal, la sonata, las formas corales, el concierto, el oratorio y la ópera.

Con la maduración del madrigal, el liderazgo musical pasó de los flamencos a los italianos, y en particular a Roma y Venecia, si bien no se debe olvidar la contribución de los franceses al crear la chansón, conocida en otros lugares como canzón francese.  La chansón era una forma despreocupada y alegre, que con frecuencia proponía “cancioncillas de amor” sentimentales y nostálgicas, según las palabras de Alfred Einstein, en las que la voz pretendía imitar el canto de las aves, y  partir de ella surgiría finalmente la sonata.

Los principales exponentes del madrigal y de la chansón/sonata fueron Giovanni Pierluigi da Palestrina (1.525-1.594) y Orlando di Lasso (1.532-1.594).  En Roma, Palestrina fue  maestro di capella de la iglesia de San Pedro desde 1.571. Compuso noventa y cuatro misas y ciento cuarenta madrigales.  Fundamentalmente fue un compositor religioso.

Lasso, por su parte, fue un maestro del madrigal y del motete, que celebró en sus obras el amor en esta vida y esta tierra.  La búsqueda del estilo y la excelencia instrumental condujo en su momento a la aparición del virtuoso, particularmente en los teclados y las maderas.  En ello también observamos un proceso similar al que tuvo lugar en la pintura: el surgimiento del músico como artista respetado por derecho propio.

Simone Molinaro, Intavolatura di liuto, Libro Primo (1599)

      Canzone Francese a quattro di Thomas Crequillon

Al evolucionar, la canzón francese se dividió en dos tipos: la sonata para instrumentos de viento y la canzona para los de cuerda.  Mientras la primera daría lugar al concierto (y más tarde a la sinfonía), la segunda evolucionaría en la sonata de cámara.

Los humanistas que en Florencia dieron origen a la ópera estaban convencidos de que la primera función de la música era intensificar el impacto emocional de la palabra hablada.  Inicialmente, el nuevo discurso musical se denominó recitativo: el texto se recitaba o declamaba sobre un fondo musical compuesto principalmente por una serie de acordes con disonancias ocasionales con que producir efectos dramáticos.  No obstante, desde el principio existió una estructura armónica, lo que se denomina música “vertical” en oposición a la meramente “horizontal”.

El primer gran compositor de óperas fue Claudio Monteverde (1.567-1.643).  Su Orfeo, escrito para violas y violines y estrenado en Mantua en 1.607, supuso un significativo avance respecto de las óperas presentadas antes en Florencia.  Aunque Monteverde poseía un don original para la armonía que le permitió introducir también algunas disonancias andaces, la principal característica de su música es s gran calidad expresiva, como por ejemplo, Ariadna, o su famoso Lamento de Ariadna, la primera aria o perística que se convirtió en canción popular y fue “tatareada y silbada por toda Italia”

   Retrato de Claudio Monteverde

Claudio Monteverdi compuso dos madrigales titulados Zefiro torna, uno compuesto para cinco voces sobre un soneto de Petrarca y publicado en su Sexto libro de madrigales.

De aquel fenómeno musical surgieron grandes teatros de ópera en toda Europa, si bien hasta 1.637 estos fueron lugares privados, dominio exclusivo de la nobleza.  Sólo después de esa fecha encontramos, de nuevo en Venecia, asistentes a la ópera que pagan por su asistencia a las salas.  En el siglo XVII la ciudad contaba con dieciséis teatros de ópera, cuatro de los cuales abrían todas las noches.

Dejaré aquí esta pequeña reserva que se ocupa de la música en varias vertientes y que ha sido una variante para exponer otra parte (otro rumor), del saber que forma el conocimiento de la Humanidad que adquirió con el paso del tiempo, al observar el comportamiento de la naturaleza, sus sonidos y sus colores, el rumor del agua cantarina y el rugir del viento en las tormentas, las olas del mar al romper contra las murallas del puerto, todo aquello, encendió en la mente de nuestros antepasados aquellas ideas que, más tarde, transformaron en lo que hoy conocemos por la música que alcanzó, unas cotas de perfección inimaginables.

emilio silvera

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Pero ¿Qué es un cuásar? (debajo tenéis algunos)

El cuásar es la fuente astronómica de energía electromagnética que incluye radiofrecuencia y luz visible

 

Los cuásares están entre los objetos más distantes en el universo. La palabra cuásar o “cuásar” es una contracción de las palabras “cuasi” y “stellar”, por ello son llamados así por su apariencia estelar. El cuásar más lejano hasta ahora es SDSS 1030 +0524 y se halla a unos 13000 millones de años-luz de distancia apenas unos 700 millones después de nacer el universo. La medición de la distancia de estos objetos se toma de la velocidad de alejamiento que presentan, dato que nos lo da el desplazamiento al rojo (z). Se cree que un cuásar nace cuando se fusionan dos galaxias y sus agujeros negros centrales quedan convertidos en este potente y energético objeto.

El cuásar 3C191 fue localizado con un desplazamiento al rojo de 1,95 y por eso su luz salió cuando el universo tenía sólo una quinta parte de su edad actual, hace casi once mil millones de años, llevando información codificada sobre el valor de la constante de estructura fina en ese momento. Con la precisión de las medidas alcanzables entonces, se encontró que la constante de estructura fina era la misma entonces que ahora dentro de un margen de unos pocos por ciento:

α (z = 1,95/α(z = 0) = 0,97 ± 0,05

Poco después , en 1967, Bahcall y Schmidt observaron un par de líneas de emisión de oxígeno que aparecen en el espectro de cinco galaxias que emiten radioondas, localizadas con un desplazamiento hacia el rojo promedio de 0,2 (emitiendo así su luz hace unos dos mil millones de años: Aproximadamente la época en que el reactor de Oklo estaba activo en la Tierra y obtuvieron un resultado consistente con ausencia de cambio en la constante de estructura fina que era aún diez veces más fuerte:

α (z = 0,2)/α(z = 0) = 1,001 ± 0,002

Estas observaciones excluían rápidamente la propuesto por Gamow de que la constante de estructura fina estaba aumentando linealmente con la edad del universo. Si hubiese sido así, la razón α(z = 0,2)/α(z = 0) debería haberse encontrado con un valor próximo a 0,8.

La constante de estructura fina de Sommerfeld (símbolo α) es la constante física fundamental que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética.  La expresión que la define y el valor recomendado por CODATA 2002 es:

En 1997, el astrónomo John Webb y su equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney analizaron la luz proveniente de quásares distantes. En su viaje de 12 mil millones de años, la luz había pasado a través de nubes interestelares de metales tales como el hierro, el níquel y el cromo, y los investigadores descubrieron que esos átomos habían absorbido algunos de los fotones de la luz quásar, pero no los que se esperaba que lo hicieran.

           Si las observaciones son correctas, la única explicación vagamente razonable es que una constante física conocida como la “constante de estructura fina”, o alfa, tenía un valor diferente en el momento en que la luz atravesó esas nubes. Pero eso es herejía. Alfa es una constante extremadamente importante que determina la forma en la luz interactúa con la materia, y no debería cambiar. Su valor depende de, entre otras cosas, la carga del electrón, de la velocidad de la luz y de la constante de Planck. ¿Podría haber cambiado alguna de ellas? En el mundo de la física nadie deseaba creer en estas mediciones.

Por años, Webb y su equipo han estado tratando de descubrir un error en sus resultados. Pero hasta ahora no lo han encontrado. Los resultados de Webb no son los únicos que sugieren que falta algo en nuestro conocimiento de alfa. Un análisis reciente del único reactor nuclear natural conocido, que estuvo activo hace casi dos mil millones de años en lo que hoy es Oklo, en Gabón, sugiere también que algo ha cambiado en la interacción de la luz con la materia.

Un reactor nuclear atípico

Pero en el año de 1972 se dio a conocer un fenómeno realmente curioso en la compañía de minas: se encontró un contenido demasiado bajo de uranio-235 en su producto. Rastreando el fenómeno, se descubrió que ese mineral provenía precisamente de la cantera de Oklo. Este yacimiento de uranio abarca una superficie de aproximadamente 35 000 km². Allí, hace ahora 2.000 millones de años, se produjo la fisión nuclear espontanea y natural del uranio y se creó un reactor nuclear.

           La cantidad de ciertos isótopos radiactivos producidos en un reactor de ese tipo depende de alfa, de modo que observar los productos de fisión que se encuentran en Oklo proporciona una forma de deducir el valor de la constante en la época de su formación. Utilizando este método, Steve Lamoreaux y sus colegas del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México sugieren que alfa pudo haber disminuido en más de un cuatro por ciento desde que Oklo se encendió (Physical Review, vol 69, p 121701). Todavía hay quienes disputan cualquier cambio en alfa.

Una de las cuestiones más controvertidas en la cosmología es porque las constantes fundamentales de la naturaleza parecen finamente ajustadas para la vida. Una de estas constantes fundamentales es la constante de estructura fina o alfa, que es la constante de acoplamiento de la fuerza electromagnética (usualmente denotada g, es un número que determina la fuerza de una interacción) y equivale a 1/137,03599911.

Todas estas ideas y experimentos han establecido un escenario para que los astrónomos mejoren nuestro conocimiento de la constancia de constantes particulares de la Naturaleza a medida que la sensibilidad mejorada de los telescopios y detectores electrónicos permitan hacer observaciones  a desplazamiento al rojo cada vez mayores, retrocediendo cada vez más en el tiempo.

La estrategia general  consiste en comparar dos transiciones atómicos en un lugar astronómico y aquí ahora en el laboratorio. Por ejemplo, si hay doblete de elementos como carbono, silicio o magnesio, que se ven normalmente en nubes de gas con altos desplazamientos hacia el rojo, entonces las longitudes de onda de dos líneas especiales, digamos λ₁ y λ₂, estarán separadas por una distancia proporcional  a α². El desplazamiento de líneas realtivo viene dado por una fórmula:

(λ₁ – λ₂)/(λ₁ – λ₂) ∞ α²

Ahora necesitamos medir las longitudes de onda λ₁ y λ₂ de forma muy parecida aquí en el laboratorio, y muy lejos aquí por observaciones astronómicas. Calculando el miembro izquierdo de nuestra fórmula con gran exactitud, en ambos casos podemos dividir nuestros resultados para encontrar si la constante de estructura fina ha cambiado entre el momento entre el momento en el que salió la luz y el presente.

La ilustración muestra cómo los rayos X de un cuásar distante, son filtrados al pasar por una nube de gas intergaláctico. Midiendo la cantidad de la disminución de la luz debido al oxígeno y otros elementos presentes en la nube los astrónomos pudieron estimar la temperatura, densidad y la masa de la nube de gas – puede ver el espectro del cuasar PKS 2155-304 al ampliar la imagen.

Actualmente, el más potente método utilizado en estos experimentos dirige todo su potencial en la búsqueda de pequeños cambios  en la absorción por los átomos de luz procedentes de cuásares lejanos.  En lugar de considerar pares de líneas espectrales  en dobletes del mismo elemento, como el silicio,  considera la separación entre líneas causada por la absorción de la luz del cuásar por diferentes elementos químicos en nubes de gas situadas entre el cuásar y nosotros. Y, a todo esto, las cuatro fuerzas fundamentales siguen estando presentes.

                                                 Planck y Stoney

No debemos descartar la posibilidad de que, seamos capaces de utilizar las unidades de Planck-Stoney para clasificar todo el abanico de estructuras que vemos en el Universo, desde el mundo de las partículas elementales hasta las más grandes estructuras astronómicas.  Este fenómeno se puede representar en un gráfico que se cree la escala logarítmica de tamaño desde el átomo a las galaxias.  Todas las estructuras del Universo existen porque son el equilibrio de fuerzas dispares y competidoras que se detienen o compensan las unas a las otras, la  atracción (Expansión) y la repulsión (contracción).  Ese es el equilibrio de las estrellas donde la repulsión termonuclear tiende a expandirla y la atracción (contracción) de su propia masa tiende a comprimirla, así, el resultado es la estabilidad de la estrella.  En el caso del planeta Tierra, hay un equilibrio entre la fuerza atractiva de la gravedad y la repulsión atómica que aparece cuando los átomos se comprimen demasiado juntos.  Todos estos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en términos de dos números puros creados a partir de las constantes e, ћ, c, G y m_protón.

La identificación de constantes adimensionales de la naturaleza como α (alfa) y a_G, junto con los números que desempeñan el mismo papel definitorio para las fuerzas débil y fuerte de la naturaleza, nos anima a pensar por un momento en mundos diferentes del nuestro.  Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el Universo tal como lo conocemos, pero estarán caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales.  Estos cambios numéricos alterarán toda la fábrica de los mundos imaginarios.  Los átomos pueden tener propiedades diferentes.  La gravedad puede tener un papel en el mundo a pequeña escala.  La naturaleza cuántica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados.

Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la Naturaleza (así lo creían Einstein y Planck).  Si se duplica el valor de todas las masas, no se puede llegar a saber porque todos los números puros definidos por las razones de cualquier par de masas son invariables.

Es un gran mérito por nuestra parte que, nuestras mentes, puedan haber accedido a ese mundo mágico de la Naturaleza para saber ver primero y desentrañar después, esos números puros y adimensionales que nos hablan de las constantes fundamentales que hacen que nuestro Universo sea como lo podemos observar.

Cuando surgen comentarios de números puros y adimensionales, de manera automática aparece en mi mente el número 137.  Ese número encierra más de lo que estamos preparados para comprender, me hace pensar y mi imaginación se desboca en múltiples ideas y teorías.  Einstein era un campeón en esta clase de ejercicios mentales que él llamaba “libre invención de la mente”.  El gran físico creía que no podríamos llegar a las verdades de la naturaleza solo por la observación y la experimentación.  Necesitamos crear conceptos, teorías y postulados de nuestra propia imaginación que posteriormente deben ser explorados para averiguar si existe algo de verdad en ellos.

“Todos los físicos del mundo, deberían tener un letrero en el lugar más visible de sus casas, para que al mirarlo, les recordara lo que no saben.  En el cartel solo pondría esto: 137.  Ciento treinta y siete es el inverso de algo que lleva el nombre de constante de estructura fina”.

Este número guarda relación con la posibilidad de que un electrón emita un fotón o lo absorba.  La constante de estructura fina responde también al nombre de “alfa” y sale de dividir el cuadrado de la carga del electrón,  por el producto de la velocidad de la luz y la constante de Planck.

Lo más notable de éste número es su adimensionalidad.  La velocidad de la luz, c, es bien conocida y su valor es de 299.792.458 m/segundo, la constante de Planck racionalizada, ћ, es ћ/2 = 1,054589 ×10 julios/segundo, la altura de mi hijo Emilio, el peso de mi amigo Kike (hay que cuidarse), etc., todo viene con sus dimensiones.  Pero resulta que cuando uno combina las magnitudes que componen alfa ¡se borran todas las unidades! El 137 está sólo: se exhibe desnudo a donde va.  Esto quiere decir que los científicos del undécimo planeta de una estrella lejana situada en un sistema solar de la Galaxia Andrómeda, aunque utilicen quién sabe qué unidades para la carga del electrón y la velocidad de la luz y que versión utilicen para la constante de Planck,  también les saldrá el 137.  Es un número puro.  No lo inventaron los hombres.  Está en la naturaleza, es una de sus constantes naturales, sin dimensiones.

Recorremos interminables pasillos buscando esa puerta luminosa que nos lleve hasta las respuestas que nadie nos supo dar. La Naturaleza esconde secretos insondables que debemos desvelar y, para ello, sólo contamos con una herramienta: Nuestra Mente.

La física se ha devanado los sesos con el 137 durante décadas.  Werner Heisember (el que nos regaló el Principio de Incertidumbre en la Mecánica Cuántica), proclamó una vez que, todas las fuentes de perplejidad que existen en la mecánica cuántica se secarían si alguien explicara de una vez el 137.

¿Por qué alfa es igual a 1 partido por 137? El 137 es un número primo. Su inversa, 1/137, es un valor muy cercano al de la constante alfa, que (según la electrodinámica cuántica) caracteriza la interacción entre fotones y electrones. El nombre técnico de alfa es “constante de estructura fina“, y es una de las constantes físicas cuya predicción teórica mejor coincide con los datos experimentales.

Los físicos han demostrado que el valor de alfa es el que tiene que ser para que exista un Universo como el nuestro. De hecho, si alfa variara apenas un poco (menos del 5%), el carbono no se produciría en los hornos estelares y, la vida, tal como la concemos, estaría ausente.

El proceso CNO fue propuesto en 1938 por Hans Bethe

Esperemos que algún día aparezca alguien que, con la intuición, el talento y el ingenio de Galileo, Newton o Einstein, y nos pueda por fin aclarar el misterioso número y las verdades que encierra.  Menos perturbador sería que la relación de todos estos importantes conceptos (e, ћ y c) hubieran resultado ser 1 o 3 o un múltiplo de pí (π).  Pero ¿137?

Arnold Sommerfeld, percibió que la velocidad de los electrones en el átomo de hidrógeno es una fracción considerable de la velocidad de la luz, así que había que tratarlos conforme a la teoría de la relatividad,  vio que donde la teoría de Bohr predecía una órbita, la nueva teoría predecía dos muy próximas.

Esto explica el desdoblamiento de las líneas. Al efectuar sus cálculos, Sommerfeld introdujo una “nueva abreviatura” de algunas constantes.  Se trataba de 2πe² / ћc, que abrevió con la letra griega “α” (alfa).  No prestéis atención a la ecuación.  Lo interesante es esto: cuando se meten los números conocidos de la carga del electrón, e^–, la constante de Planck, ћ, y la velocidad de la luz, c, sale α = 1/137.  Otra vez 137 número puro.

Una cosa tenemos clara, lo mismo que no sabemos que puede haber más allá de los Quarks, tampoco sabemos que fuerzas gobiernan eso que llamamos fluctuaciones de vacío. De allí (es lo más probable) surgió nuestro Universo, nada puede surgir de donde nada hay, y, si surgió es porque había. Son muchas las cosas que aún, no podemos explicar con la seguridad inamovible que nos gustaría.

Las fuerzas de la naturaleza que gobiernan la electricidad, el magnetismo, la radiactividad y las reacciones nucleares están confinadas a un “mundobrana” tridimensional, mientras que la Gravedad actúa en todas las dimensiones y es consecuentemente más débil, su fuerza está más repartida.

                ¿Dónde están esas dimensiones extras?

La última lección importante que aprendemos de la manera en  que números puros como µ (alfa) definen el mundo es el verdadero significado de que los mundos sean diferentes.  El número puro que llamamos constante de estructura fina, e indicamos con  α es como hemos dicho antes, una combinación de e, c y ћ (el electrón, la velocidad de la luz y la constante de Planck).  Inicialmente podríamos estar tentados a pensar que un mundo en el que la velocidad de la luz fuera más lenta sería un mundo diferente.  Pero sería un error.  Si e, h y c cambian de modo que sus valores que tienen en unidades métricas (o cualesquiera otras) fueran diferentes cuando las buscamos en nuestras tablas de constantes físicas pero el valor de α permaneciera igual, este nuevo mundo sería observacionalmente indistinguible de nuestro mundo.   Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la Naturaleza.

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