¿Y si el Sol desapareciera de repente?

Esta es la cascada de consecuencias para nuestro planeta y cómo se sucederían en el tiempo

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 Es una de las grandezas del ser humano, el Amor, es el que salva la especie de tantos y tantos defectos como tiene… (al menos de momento es lo más real de sus vidas): La familia

¿Cómo se puede explicar el amor? El materialismo no puede hacerlo. Ni los átomos, ni las moléculas, ni las células resuelven el problema. ¿Quién está capacitado para explicar el sentir de las neuronas? ¿Qué mecanismo nos mueve al amor? ¿Cómo es ese vínculo tan fuerte?

Al igual que la fuerza invisible y poderosa del electromagnetismo y la gravedad, la del amor también está ahí, y cuando es verdadero el sentimiento, la fuerza es mayor que las cuatro fuerzas de la naturaleza juntas. Si estamos dispuestos a entregar la vida, ¿hay algo más fuerte que eso en el universo? Creo que no.

¿Qué caricia explica su turbadora resonancia “espiritual”?

¡Ninguna!, pero ocurre. Al igual que el suave pasar de los dedos sobre el teclado del piano nos ofrece una melodía que eleva nuestra alma, una caricia del ser amado no sólo nos hace sentirnos bien, es algo más grande y más elevado, nos hace mejores.

La verdadera experiencia del amor es misteriosa y está más allá de la mera sexualidad e incluso de la misma razón; es tan grande y profundo este misterio que en realidad se escapa de nuestro entendimiento, y de ningún modo puede expresarse en términos de biogenética. Son cuestiones de la mente que no hemos llegado a comprender y que está muy por encima de las simples cuestiones materiales.

Qué razón tenía aquel que dijo: “No sólo de pan vive el hombre”. La metáfora lo dice todo.

Platón también negó rotundamente esa reducción a lo físico y hablaba de un infinito inventado, algo transfigurado a través del amor, la llave que abre el corazón humano.

En el ámbito humano, después del amor con mayúsculas (no todos son capaces de amar), la ética es el arte de lo mejor y la cultura es su cultivo, que tiene un medio ideal en los libros que, desde las historias infantiles, de fantasía, de conocimiento científico o de cualquier temática, siempre, en cada momento de nuestras vidas, nos aportan algo para que seamos mejores.

La verdad es que en los tiempos que vivimos, la cultura es difícil y encuentra poca tierra de cultivo. Prima la zafiedad. Programas de televisión de los que podemos sentir vergüenza. Se ha perdido el pudor y el respeto, y los valores tradicionales se están perdiendo, y vamos, si alguien no lo remedia, hacia una sociedad del vale todo.

No existe moralidad colectiva, y en aquellos casos aislados en que está presente, sus poseedores son mirados por los demás como bichos raros y llegan a procurar aislarlos en ese mundo de moral y honestidad que ellos ni entienden ni quieren.

Aunque somos libres de elegir, la verdad es que la mayoría está condicionada por el medio; una realidad que les arrastra y no tienen ni la personalidad ni la fuerza para escapar del torbellino que irremisiblemente los engulle.

     Desgraciadamente existen los matrimonios de conveniencia. El Amor queda en segundo plano

Tenemos que enseñar a los niños a leer, aprender a decir no en el momento oportuno. Un no en ese momento delicado de sus vidas puede ser la diferencia entre ser feliz o ser un desgraciado.

La educación tiene su seno en el núcleo familiar; allí es donde todo se cuece, y los niños se miran en el espejo de los padres. Aquellos que dejan sus obligaciones y trasladan la responsabilidad a los maestros y la escuela, mal lo llevan.

Cariño, que los niños vivan un comportamiento ejemplar, que comprendan que el trabajo es el camino

No existen soluciones mágicas. Todo es disciplina y trabajo. Sin sacrificio nada conseguimos nunca. Es la constancia y el querer conseguirlo lo que finalmente nos trae el resultado. Lo que tú hagas es lo que recibirás; ésa es la única y cruda realidad.

                                                    ¿Hacer lo que queremos, o, hacer lo que debemos?

¿Qué es la libertad? Yo la entiendo como el poder de hacer en todo momento lo que desees, y la verdad, en ese sentido la libertad no existe. ¿Quién puede hacer eso? Los padres estamos supeditados a los hijos; la mujer y el hombre están supeditados a sus estudios y a sus trabajos. El banquero está supeditado a conservar e incrementar su dinero. El gobernante está sometido (es un decir) a procurar el bien común y, siendo así, la libertad que tenemos es parcial e intermitente, nunca general y continua. Sí, tenemos un amplio margen para elegir nuestro camino en la vida, y algunos, ni eso hemos tenido.

Muchos esquivaron el camino al confundir el bien con el placer que, mal entendido, nos puede llevar a la ruina. El deseo constante de placer artificial puede convertir el equilibrio de la mente humana en algo peligroso e inestable.

                                     Lo más importante para todo Ser humano: Que sus hijos sean felices

Estas cosas que aquí comento ahora, creo que en el fondo son conocidas por todos, y sin embargo, pocos las cumplen, y por no prescindir de sus pequeños placeres (el bar y los amigos, el Rocío y la fiesta, acompañar a su equipo, etc.) dejan arruinar las vidas de sus hijos que dejan acompañados de esa fatídica maquinita de juegos infernales que, aun costando una pequeña fortuna, les compran para que les dejen tranquilos.

En fin, menos mal que no todos actúan así, pero sí más de los que desearíamos.

Cambiemos a un tema más físico.

Los átomos y moléculas de las que estamos formados, es probable que sean comunes a organismos de cualquier otro lugar del universo. Pero la manera específica en que estas moléculas se juntan y las formas específicas y fisiológicas de los organismos terrestres pueden ser sumamente diferentes de lo que es corriente en nuestro planeta, a consecuencia de sus diferentes historias evolutivas.

Cuando tratamos de considerar cuáles han de ser las estrellas a estudiar y examinar buscando posibles señales de radio dirigidas a nosotros desde planetas lejanos, generalmente se presta más atención a estrellas semejantes a nuestro Sol, alegando, con razón, que la búsqueda e investigación deben iniciarse con un tipo de estrella en la que sepamos con certeza que hay vida (la estrella que tiene un sistema planetario y que en uno de sus planetas ha surgido la vida, la única conocida, es nuestro Sol). De esta manera, se buscan signos de vida inteligente en estrellas como (y parecidas a) la nuestra. El proyecto Ozma fue el primer intento para buscar señales de radio en las estrellas Tau Ceti y Épsilon Eridani, ambas estrellas con masa, radio, edad y composición muy parecidas a las de nuestro Sol.

Pero limitar la búsqueda a una exclusividad de este tipo de estrellas sería un error. Hay estrellas con menos masa y luminosidad que la de nuestro Sol que tienen existencias más antiguas, y por tanto evolucionadas en un mayor grado. Estas estrellas diminutas o “enanas” K y M pueden tener miles de millones de años más que el Sol.

Si suponemos que cuanto más larga sea la vida de un planeta, más inteligentes serán (por evolución) los organismos que en él se han desarrollado, entonces debemos dirigir nuestra atención a las estrellas no sólo G, sino también a las K y M, evitando el impulso ególatra de que la única vida existente en el universo, por fuerza, será como la nuestra. ¡Un error enorme!

Es verdad que este tipo de estrellas con planetas a su alrededor, podría objetarse que son mundos más fríos que la Tierra, y que la vida en ellos es menos probable. Claro que este diagnóstico parte de un error muy común en nosotros; pensamos en un tipo de vida similar o muy parecido al nuestro, y además, al ser las estrellas más pequeñas, generan una fuerza de gravedad menor y los planetas están mucho más cerca del Sol que los de nuestro sistemas solar, con lo cual, puede que la cercanía equilibrase la balanza y no los haga tan fríos como creemos. En realidad, en el cosmos existen muchas más estrellas K y M que estrellas G.

Carl Sagan, enamorado de todos estos problemas del universo, nunca descartaba nada. Decía que la mayor parte de la vida surge en los planetas y allí reside. Sin embargo, se preguntaba:

“¿Acaso pudiera ver organismos que habitan en las profundidades del espacio interestelar, superficies o interiores de estrellas, o incluso otros objetos cósmicos incluso más exóticos?”

Es tan difícil responder a esa pregunta como a tantas otras que, con nuestra actual ignorancia, es imposible dar respuesta. Si evolucionamos hasta seres de pura energía, podríamos estar en cualquier parte del universo.

Los seres vivos tal y como los conocemos, necesitan de la materia para reproducirse y, por lógica, se deben asentar en aquellos lugares que, estando presente la energía, puedan reproducirse en un tiempo prudencial y adecuado a la especie de que se trate, y acorde con la complejidad del individuo que está surgiendo a la vida.

Claro que no podríamos negar y sí imaginar organismo desarrollándose en planetas con atmósferas que lentamente vayan alejándose en el espacio, permitiendo que los organismos se adapten gradualmente a unas condiciones cada vez más duras, hasta llegar a la adaptación total de un medio interestelar. Seres así podrían vivir casi en cualquier parte del universo.

Lo más probable, sin descartar nada, será una especie diferente de organismo interestelar mucho más posible: seres inteligentes de planetas parecidos al nuestro, pero que han trasladado su campo de actividad al volumen mucho más vasto del espacio interestelar.

Los seres, en nuestro lejano futuro tecnológico, deberán poseer capacidades que hoy en día ni siquiera podemos imaginar. Es verdad que el hombre moderno (nosotros), es casi idéntico al hombre de hace 50.000 años. Sin embargo, cuando pasen algunos millones de años, todo será distinto. Aparecerán nuevas formas humanas evolucionadas por pequeñas y paulatinas mutaciones encaminadas a sobrevivir en otros medios.

No puedo dudar de que tales sociedades futuras deberán dominar la materia y la energía de las estrellas y de las galaxias, y tendrán la sabiduría suficiente para explotar la radiación y la energía de los agujeros negros para ponerla a su servicio.

Pensemos en el largo viaje que unos organismos hicieron para evolucionar del mar a la tierra firme. Ahora esos organismos que tienen su origen en las profundidades marinas, sólo se sientes “en casa” en la tierra, su nuevo medio conquistado a través de mil peripecias y peligros. De la misma manera, en el futuro, dejaremos la tierra firme para habitar en enormes ciudades volantes por las profundidades del universo, e innumerables mundos serán poblados con sociedades nuevas que llenarán de ruidos el ahora silencioso universo.

¡Quién sabe!

                                                       Todo lo que podamos imaginar y mucho más

Las maravillas del universo son inagotables, y muy lentamente tenemos acceso a ellas. Hay lugares con tres soles de distintos colores: amarillo (como el nuestro), azul y verde, o blanco y rojo. Hay dos que casi se están tocando, sólo los separa una ligera y brillante materia cósmica que parece pura luz. Hay un mundo que tiene miles de lunas, y no muy lejos de él brilla un Sol que no es mayor que nuestro planeta Tierra. He podido ver un núcleo atómico de 3.000 m de diámetro que gira 160 veces por segundo. Hay soles que se desplazan por el universo a velocidades enormes y bacterias que escapan de las galaxias y vagan por el cosmos hasta encontrar un planeta donde instalarse. Las nubes de gas y polvo inundan los espacios entre las galaxias, y después de girar durante miles de millones de años, se juntan y forman nuevas galaxias de estrellas y planetas.

También, quién sabe, pueden existir lugares fuera de nuestro universo (algunos científicos así lo creen).

Para nosotros, insignificantes criaturas de una grandeza enorme, el universo resulta pavoroso. Pero también fascinante y maravilloso. ¡Qué paradoja!

¿Cómo puede algo dar miedo y placer o fascinación al mismo tiempo?

Pues así es. Nos produce miedo su enormidad y nuestra ignorancia. Nos produce placer lo que vamos descubriendo y fascinación los misterios que encierra y a los que nuestra curiosidad y osadía no resiste la necesidad de desvelar.

No parece que nuestra evolución sea debida a senderos evolutivos predeterminados que conducían infaliblemente, desde formas simples, a lo que somos, al hombre; más bien, la evolución procede de un modo convulsivo, sin un plan determinado, y la mayor parte de formas de vida conducen a callejones sin salida en la evolución. Así se han extinguido tantas, y continuarán extinguiéndose. Esperemos que no estemos en la lista.

En realidad, somos el producto de una larga serie de accidentes biológicos. En la perspectiva cósmica no tememos razones de pero para pensar que seamos los primeros, que seremos los últimos o los mejores.

Sin embargo, esa seria de accidentes biológicos, ¿fueron fortuitos? Ya me gustaría poder responder a esta pregunta.

Quizás con el tiempo salgo lo que hay dentro de nosotros

A lo que sí puedo responder es al hecho innegable de que, en lo más profundo de nuestro ser habita un ente superior, algo grande capaz de lo más sublime. ¿Puede algo así surgir de la nada?

Me gustaría estar en ese tiempo futuro en el que la ciencia es tan avanzada que tiene como reliquias antiguas teorías como la relatividad, la mecánica cuántica y la teoría de supercuerdas. ¿Qué maravillas no tendrán entonces?

La ciencia avanza despacio, no porque no interese a la gente, sino porque los gobiernos no le destinan los presupuestos necesarios para que su avance esté relacionado con el conocimiento que ya poseemos. Tenemos magníficos físicos, astrofísicos, astrónomos, matemáticos y otros científicos de las distintas disciplinas que viven en la inseguridad de que el político o el organismo de turno le conceda la subvención necesaria para realizar sus proyectos. Es una vergüenza.

A pesar de todos los inconvenientes, los avances científicos y del conocimiento no pueden ser frenados. El querer saber y descubrir está asociado con una especie de energía inagotable que finalmente vencerá.

En realidad, la ciencia es el poder. Por tal motivo, todos los políticos tratan de manejar el ámbito científico por si surge algo que puedan utilizar en beneficio propio.

                                                                     Nada es como era, todo ha cambiado

La gente sencilla sí se interesa por los temas científicos, lo que ocurre es que en la niñez, en las escuelas, la enseñanza es muy deficiente, y cuando llegan a mayores, son unos incultos científicos que, de manera interesada, han sido dejados en la ignorancia por algunos.

Todos deberíamos tener un mínimo de conocimientos sobre las cuestiones importantes de nuestro mundo y nuestro universo. Saber cuestiones básicas como el por qué brillan las estrellas, cómo se expande el universo y que la Tierra es una nave espacial que nos lleva en un viaje alrededor del Sol a 30 Km/s.

No puedo olvidar la fascinación que sentí (sin entenderlo) cuando vi por vez primera ante mis ojos E = mc², su sencillez y la enormidad del mensaje que encierra, me dejaron totalmente sorprendido y al mismo tiempo, maravillado.

                             ¡Qué cantidad de ingenio humano está reflejado en todas esas ecuaciones!

Pues bien, lo mismo que me ocurrió a mí, seguramente le ocurrirá a muchos otros si les damos la oportunidad de conocer, de saber sobre las cosas que les rodea y con las que conviven, sin que tengan la menor idea de qué son y cómo funcionan. La gravedad, el electromagnetismo, las fuerzas nucleares… creo que todo esto, sin tecnicismos ni profundidades científicas, puede ser explicado para dar un conocimiento básico que, al menos, evite la actual ignorancia, y para conseguirlo, el único camino es la divulgación.

emilio silvera

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“Adentrarse en el universo de las partículas que componen los elementos de la tabla periódica, y en definitiva, la materia conocida, es verdaderamente fantástico”.

Tan pronto como los Joliot-Curie crearon el primer isótopo radiactivo artificial, los físicos se lanzaron en tropel a producir tribus enteras de ellas. En realidad, las variedades radiactivas de cada elemento en la tabla periódica son producto de laboratorio. En la moderna tabla periódica, cada elemento es una familia con miembros estables e inestables, algunos procedentes de la naturaleza, otros sólo del laboratorio. Por ejemplo, el hidrógeno presenta tres variedades: en primer lugar, el corriente, que tienen un solo protón. En 1932, el químico Harold Urey logró aislar el segundo.

“En otoño de 1952, un profesor y premio Nobel de sesenta años, Harold C. Urey, y un estudiante de posgrado de 22, Stanley L. Miller, se sentaron en un despacho del Departamento de Química de la Universidad de Chicago para discutir cómo podrían simular las condiciones y reacciones que produjeron los compuestos orgánicos de la Tierra primitiva. Una conferencia de Urey en otoño de 1951 estimuló el interés de Miller por una cuestión que durante mucho tiempo se había considerado inextricable: cómo se originó la vida en la Tierra a partir de materia inanimada. Después de esperar casi un año, Miller consiguió finalmente reunir el valor para acercarse a Urey y preguntarle sobre la posibilidad de realizar un experimento para verificar las ideas de Urey sobre la creación de los compuestos orgánicos en la Tierra temprana. Tras cierta vacilación, Urey accedió a permitir a Miller llevar a cabo el experimento, siempre que obtuviera resultados en seis meses que sugirieran que valía la pena continuarlo. El problema que ocupaba su atención en la reunión de 1952 era cómo crear un experimento que pudiera demostrar cómo se podrían haber producido algunos de los compuestos orgánicos esenciales que se piensa que fueron importantes para el origen de la vida (Bada y Lazcano, 2012)”

Lo consiguió sometiendo a lenta evaporación una gran cantidad de agua, de acuerdo con la teoría de que los residuos representarían una concentración de la forma más pesada del hidrógeno que se conocía, y, en efecto, cuando se examinaron al espectroscopio las últimas gotas de agua no evaporadas, se descubrió en el espectro una leve línea cuya posición matemática revelaba la presencia de hidrógeno pesado.

                                                                               Isótopos del Hidrógeno

El núcleo de hidrógeno pesado está constituido por un protón y un neutrón. Como tiene un número másico de 2, el isótopo es hidrógeno. Urey llamó a este átomo deuterio (de la voz griega deutoros, “segundo”), y el núcleo deuterón. Una molécula de agua que contenga deuterio se denomina agua pesada, que tiene puntos de ebullición y congelación superiores al agua ordinaria, ya que la masa del deuterio es dos veces mayor que la del hidrógeno corriente. Mientras que ésta hierve a 100º C y se congela a 0º C, el agua pesada hierve a 101’42º C y se congela a 3’79º C. El punto de ebullición del deuterio es de -23’7º K, frente a los 20’4º K del hidrógeno corriente. El deuterio se presenta en la naturaleza en la proporción de una parte por cada 6.000 partes de hidrógeno corriente. En 1934 se otorgó a Urey el premio Nobel de Química por su descubrimiento del deuterio. El deuterio resultó ser una partícula muy valiosa para bombardear los núcleos. En 1934, el físico australiano Marcus Lawrence Edwin Oliphant y el austriaco P. Harteck atacaron el deuterio con deuterones y produjeron una tercera forma de hidrógeno, constituido por un protón y dos neutrones. La reacción se planteó así:

hidrógeno 2 + hidrógeno 2 = hidrógeno 3 + hidrógeno 1

Este nuevo hidrógeno superpesado se denominó tritio (del griego tritos, “tercero”); su ebullición a 25º K y su fusión  a 20’5º K.

Como es mi costumbre, me desvío del tema y sin poderlo evitar, mis ideas (que parecen tener vida propia), cogen los caminos más diversos. Basta con que se cruce en el camino del trabajo que realizo un fugaz recuerdo; lo sigo y me lleva a destinos distintos de los que me propuse al comenzar. Así, en este caso, me pasé a la química, que también me gusta mucho y está directamente relacionada con la física; de hecho son hermanas: la madre, las matemáticas, la única que finalmente lo podrá explicar todo.

Estamos hablando de las partículas y no podemos dejar a un lado el tema del movimiento rotatorio de las mismas. Usualmente se ve cómo la partícula gira sobre su eje, a semejanza de un trompo, o como la Tierra o el Sol, o nuestra galaxia o, si se me permite decirlo, como el propio universo. En 1925, los físicos holandeses George Eugene Uhlenbeck y Samuel Abraham Goudsmit aludieron por primera vez a esa rotación de las partículas. Éstas, al girar, generan un minúsculo campo electromagnético; tales campos han sido objeto de medidas y exploraciones, principalmente por parte del físico alemán Otto Stern y el físico norteamericano Isaac Rabi, quienes recibieron los premios Nobel de Física en 1943 y 1944 respectivamente, por sus trabajos sobre dicho fenómeno.

Esas partículas (al igual que el protón, el neutrón y el electrón), que poseen espines que pueden medirse en números mitad, se consideran según un sistema de reglas elaboradas independientemente, en 1926, por Fermi y Dirac; por ello, se las llama y conoce como estadísticas Fermi-Dirac. Las partículas que obedecen a las mismas se denominan fermiones, por lo cual el protón, el electrón y el neutrón son todos fermiones.

Hay también partículas cuya rotación, al duplicarse, resulta igual a un número par. Para manipular sus energías hay otra serie de reglas, ideadas por Einstein y el físico indio S. N. Bose. Las partículas que se adaptan a la estadística Bose-Einstein son bosones, como por ejemplo la partícula alfa.

Las reglas de la mecánica cuántica tienen que ser aplicadas si queremos describir estadísticamente un sistema de partículas que obedece a reglas de esta teoría en vez de los de la mecánica clásica. En estadística cuántica, los estados de energía se considera que están cuantizados. La estadística de Bose-Einstein se aplica si cualquier número de partículas puede ocupar un estado cuántico dad. Dichas partículas (como dije antes) son bosones, que tienden a juntarse.

Los bosones tienen un momento angular nh/2π, donde n es 0 o un entero, y h es la constante de Planck. Para bosones idénticos, la función de ondas es siempre simétrica. Si sólo una partícula puede ocupar un estado cuántico, tenemos que aplicar la estadística Fermi-Dirac y las partículas (como también antes dije) son los fermiones que tienen momento angular (n + ½)h / 2π y cualquier función de ondas de fermiones idénticos es siempre antisimétrica. La relación entre el espín y la estadística de las partículas está demostrada por el teorema espín-estadística.

En un espacio de dos dimensiones es posible que haya partículas (o cuasipartículas) con estadística intermedia entre bosones y fermiones. Estas partículas se conocen con el nombre de aniones; para aniones idénticos, la función de ondas no es simétrica (un cambio de fase de +1) o antisimétrica (un cambio de fase de -1), sino que interpola continuamente entre +1 y -1. Los aniones pueden ser importantes en el análisis del efecto Hall cuántico fraccional y han sido sugeridos como un mecanismo para la superconductividad de alta temperatura.

Debido al principio de exclusión de Pauli, es imposible que dos fermiones ocupen el mismo estado cuántico (al contrario de lo que ocurre con los bosones). La condensación Bose-Einstein es de importancia fundamental para explicar el fenómeno de la super-fluidez. A temperaturas muy bajas (del orden de 2×10^-7 K) se puede formar un condensado de Bose-Einstein, en el que varios miles de átomos dorman una única entidad (un super-átomo). Este efecto ha sido observado con átomos de rubidio y litio. Como ha habréis podido suponer, la condensación Bose-Einstein es llamada así en honor al físico Satyendra Nath Bose (1894 – 1974) y a Albert Einstein. Así que, el principio de exclusión de Pauli tiene aplicación no sólo a los electrones, sino también a los fermiones; pero no a los bosones.

                                                   Condensado de Bose – Einstein para los Fermiones

Si nos fijamos en todo lo que estamos hablando aquí, es fácil comprender cómo forma  un campo magnético la partícula cargada que gira, pero ya no resulta tan fácil saber por qué ha de hacer lo mismo un neutrón descargado. Lo cierto es que cuando un rayo de neutrones incide sobre un hierro magnetizado, no se comporta de la misma forma que lo haría si el hierro no estuviese magnetizado. El magnetismo del neutrón sigue siendo un misterio; los físicos sospechan que contiene cargas positivas y negativas equivalente a cero, aunque por alguna razón desconocida, logran crear un campo magnético cuando gira la partícula.

Particularmente creo que, si el neutrón tiene masa, si la masa es energía (E = mc²), y si la energía es electricidad y magnetismo (según Maxwell), el magnetismo del neutrón no es tan extraño, sino que es un aspecto de lo que en realidad es materia. La materia es la luz, la energía, el magnetismo, en  definitiva, la fuerza que reina en el universo y que está presente de una u otra forma en todas partes (aunque no podamos verla).

emilio silvera

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Partículas

El universo de las partículas es fascinante. Cuando las partículas primarias chocan con átomos y moléculas en el aire, aplastan sus núcleos y producen toda clase de partículas secundarias. En esta radiación secundaria (aún muy energética) la que detectamos cerca de la Tierra, por los globos enviados a la atmósfera superior, han registrado la radiación primaria.

El físico estadounidense Robert Andrews Millikan, que recogió una gran cantidad de información acerca de esta radiación (y que le dio el nombre de rayos cósmicos), decidió que debería haber una clase de radiación electromagnética. Su poder de penetración era tal que, parte del mismo, atravesaba muchos centímetros de plomo. Para Millikan, esto sugería que la radiación se parecía a la de los penetrantes rayos gamma, pero con una longitud de onda más corta.

Otros, sobre todo el físico norteamericano Holly Compton, no estaban de acuerdo en que los rayos cósmicos fuesen partículas. Había un medio para investigar este asunto; si se trataba de partículas cargadas, deberían ser rechazadas por el campo magnético de la Tierra al aproximarse a nuestro planeta desde el espacio exterior. Compton estudió las mediciones de la radiación cósmica en varias latitudes y descubrió que en realidad se curvaban con el campo magnético: era más débil cera del ecuador magnético y más fuerte cerca de los polos, donde las líneas de fuerza magnética se hundían más en la Tierra.

Las partículas cósmicas primarias, cuando entran en nuestra atmósfera, llevan consigo unas energías fantásticas, muy elevadas. En general, cuanto más pesado es el núcleo, más raro resulta entre las partículas cósmicas. Núcleos tan complejos como los que forman los átomos de hierro se detectaron con rapidez; en 1.968, otros núcleos como el del uranio. Los núcleos de uranio constituyen sólo una partícula entre 10 millones. También se incluirán aquí electrones de muy elevada energía.

Ahora bien, la siguiente partícula inédita (después del neutrón) se descubrió en los rayos cósmicos. A decir verdad, cierto físico teórico había predicho ya este descubrimiento. Paul Adrien Dirac había aducido, fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las partículas subatómicas, que cada partícula debería tener su antipartícula (los científicos desean no sólo que la naturaleza sea simple, sino también simétrica). Así pues, debería haber un antielectrón, salvo por su carga que sería positiva y no negativa, idéntico al electrón; y un antiprotón, con carga negativa en vez de positiva.

En 1.930, cuando Dirac expuso su teoría, no llamó demasiado la atención en el mundo de la ciencia. Pero, fiel a la cita, dos años después apareció el antielectrón. Por entonces, el físico americano Carl David Anderson trabajaba con Millikan en un intento por averiguar si los rayos cósmicos eran radiación electromagnética o partículas. Por aquellas fechas, casi todo el mundo estaba dispuesto a aceptar las pruebas presentadas por Compton, según las cuales, se trataría de partículas cargadas; pero Millikan no acababa de darse por satisfecho con tal solución.

Anderson se propuso averiguar si los rayos cósmicos que penetraban en una cámara de ionización se curvaban bajo la acción de un potente campo magnético. Al objeto de frenar dichos rayos lo suficiente como para detectar la curvatura, si la había, puso en la cámara una barrera de plomo de 6’35 mm de espesor. Descubrió que, cuando cruzaba el plomo, la radiación cósmica trazaba una estela curva a través de la cámara; y descubrió algo más. A su paso por el plomo, los rayos cósmicos energéticos arrancaban partículas de los átomos de plomo. Una de esas partículas dejó una estela similar a la del electrón. ¡Allí estaba, pues, el antielectrón de Dirac! Anderson le dio el nombre de positrón. Tenemos aquí un ejemplo de radiación secundaria producida por rayos cósmicos. Pero aún había más, pues en 1.963 se descubrió que los positrones figuraban también entre las radiaciones primarias.

                                           Una buena fuente de producción de electrones y positrones

Abandonado a sus propios medios, el positrón es tan estable como el electrón (¿y por qué no habría de serlo si el idéntico al electrón, excepto en su carga eléctrica?). Además, su existencia puede ser indefinida. Ahora bien, en realidad no queda abandonado nunca a sus propios medios, ya que se mueve en un universo repleto de electrones. Apenas inicia su veloz carrera (cuya duración ronda la millonésima de segundo), se encuentra ya con uno.

Así, durante un momento relampagueante quedaron asociados el electrón y el positrón; ambas partículas girarán en torno a un centro de fuerza común. En 1.945, el físico americano Arthur Edwed Ruark sugirió que se diera el nombre de positronio a este sistema de dos partículas, y en 1.951, el físico americano de origen austriaco  Martin Deutsch consiguió detectarlo guiándose por los rayos gamma característicos del conjunto.

                                                     Creación de pares

Pero no nos confundamos, aunque se forme un sistema positronio, su existencia durará, como máximo, una diezmillonésima de segundo. El encuentro del electrón-positrón provoca un aniquilamiento mutuo; sólo queda energía en forma de radiación gamma. Ocurre pues, tal como había sugerido Einstein: la materia puede convertirse en energía y viceversa. Por cierto, que Anderson consiguió detectar muy pronto el fenómeno inverso: desaparición súbita de rayos gamma para dar origen a una pareja electrón-positrón. Este fenómeno se llama producción en pareja. Anderson compartió con Hess el premio Nobel de Física de 1.936.

Poco después, los Joliot-Curie detectaron el positrón por otros medios, y al hacerlo así realizaron, de paso, un importante descubrimiento. Al bombardear los átomos de aluminio con partículas alfa, descubrieron que con tal sistema no sólo se obtenían protones, sino también positrones. Cuando suspendieron el bombardeo, el aluminio siguió emitiendo positrones, emisión que sólo con el tiempo se debilitó. Aparentemente habían creado, sin proponérselo, una nueva sustancia radiactiva. He aquí la interpretación de lo ocurrido según los Joliot-Curie: cuando un núcleo de aluminio absorbe una partícula alfa, la adición de los dos protones transforma el aluminio (número atómico 13) en fósforo (número atómico 15). Puesto que las partículas alfa contienen cuatro nucleones en total, el número masivo se eleva 4 unidades, es decir, del aluminio 27 al fósforo 31. Ahora bien, si al reaccionar se expulsa un protón de ese núcleo, la reducción en una unidad de sus números atómicos y masivos hará surgir otro elemento, o sea, el silicio 30.

Puesto que la partícula alfa es el núcleo del helio, y un protón es el núcleo del hidrógeno, podemos escribir la siguiente ecuación de esta reacción nuclear:

aluminio 27 + helio 4 = silicio 30 + hidrógeno 1

Nótese que los números másicos se equilibran:

27 + 4 = 30 + 1

Adentrarse en el universo de las partículas que componen los elementos de la tabla periódica, y en definitiva, la materia conocida, es verdaderamente fantástico.

emilio silvera

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Según la teoría del Big Bang, el Universo se originó en una singularidad espaciotemporal de densidad “infinita” matemáticamente paradójica. El universo se ha expandido desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros. Es decir, lo que se ha expandido ha sido el espacio, con lo cual, no se viola el principio de la relatividad de la velocidad de la luz, toda vez que, los objetos, nunca pudieron sobrepasar dicha velocidad, simplemente van “montados” en ese vehículo llamado Espacio.

El Universo

                                                

“El universo es la totalidad del Espacio y del Tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sin embargo, el término también se utiliza en sentidos contextuales ligeramente diferentes y alude a conceptos como cosmos, mundo o naturaleza.

Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13,73 ± 0,12 millardos de años (entre 13 730 y 13 810 millones de años) y por lo menos 93 000 millones de años luz de extensión. El evento que dio inicio al universo se denomina Big Bang a lo que se supone que fue la singularidad que creó el universo. Después de la Gran Explosión, el universo comenzó a expandirse para llegar a su condición actual, y continúa haciéndolo.

                                       Nunca se podrá viajar más rápido que la luz

Debido a que, según la teoría de la relatividad especial, la materia no puede moverse a una velocidad superior a la velocidad de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo puedan haberse separado 93 mil millones de años luz en un tiempo de únicamente 13 mil millones de años; sin embargo, esta separación no entra en conflicto con la teoría de la relatividad general, ya que ésta sólo afecta al movimiento en el espacio, pero no al espacio mismo, que puede extenderse a un ritmo superior, no limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dos galaxias pueden separarse una de la otra más rápidamente que la velocidad de la luz si es el espacio entre ellas el que se dilata.

Mediciones sobre la distribución espacial y el desplazamiento hacia el rojo (redshift) de galaxias distantes, la radiación cósmica de fondo de microondas, y los porcentajes relativos de los elementos químicos más ligeros, apoyan la teoría de la expansión del espacio, y más en general, la teoría del Big Bang, que propone que el universo en sí se creó en un momento específico en el pasado.

Nos dicen que:

                            

“Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que la mayor parte de la materia y la energía en el universo son las denominadas materia oscura y energía oscura, la materia ordinaria (bariónica), solo representaría algo más del 5 % del total³ (véanse materia oscura y energía oscura).”

 Aquí tengo que discrepar de los que aseveran la existencia de esa energía y materia que, sin haberla podido encontrar por parte alguna, dicen que incide en el comportamiento del Universo y que, la materia ordinaria, la que podemos ver, esa de la que están hechas las estrellas y los mundos, las galaxias, los océanos y los seres vivos… ¡Sólo es un 4% de la materia del Universo!

Ambas, las fuerzas fundamentales y las constantes universales, hacen de nuestro universo el que podemos ver y observar, lo que rige su comportamiento, y, lo que determinará su final

Los experimentos sugieren que el universo se ha regido por las mismas leyes físicas, constantes a lo largo de su extensión e historia. Es homogéneo e isotrópico. La fuerza dominante en distancias cósmicas es la gravedad, y la relatividad general es actualmente la teoría más exacta para describirla. Las otras tres fuerzas fundamentales, y las partículas en las que actúan, son descritas por el Modelo Estándar. El universo tiene por lo menos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, aunque experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales muy pequeñas. El espacio-tiempo parece estar conectado de forma sencilla, y el espacio tiene una curvatura media muy pequeña o incluso nula, de manera que la geometría euclidiana es, como norma general, exacta en todo el universo.

La ciencia modeliza el universo como un sistema cerrado que contiene energía y materia adscritas al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por principios causales. El que sea un sistema cerrado determina el crecimiento de la Entropía a medida que el Tiempo transcurre.

Basándose en los datos extraídos del universo observable, los físicos intentan describir el continuo espacio-tiempo en que nos encontramos, junto con toda la materia y energía existentes en él. Su estudio, en las mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.

La teoría actualmente más aceptada sobre la formación del universo, fue teorizada por el canónigo belga Lemaître, a partir de las ecuaciones de Albert Einstein. Lemaitre concluyó (en oposición a lo que pensaba Einstein), que el universo no era estacionario, que el universo tenía un origen. Es el modelo del Big Bang, que describe la expansión del espacio-tiempo a partir de una singularidad espaciotemporal. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica que arrasó todas las irregularidades iniciales. A partir de entonces el universo se expandió y se convirtió en estable, más frío y menos denso. Las variaciones menores en la distribución de la masa dieron como resultado la segregación fractal en porciones, que se encuentran en el universo actual como cúmulos de galaxias.

En cuanto a su destino final, las pruebas actuales parecen apoyar las teorías de la expansión permanente del universo (Big Freeze ó Big Rip, Gran Desgarro), que nos indica que la expansión misma del espacio, provocará que llegará un punto en que los átomos mismos se separarán en partículas subatómicas. Otros futuros posibles que se barajaron, especulaban que la materia oscura podría ejercer la fuerza de gravedad suficiente para detener la expansión y hacer que toda la materia se comprima nuevamente; algo a lo que los científicos denominan el Big Crunch o la Gran Implosión, pero las últimas observaciones van en la dirección del gran desgarro.”

Ahora, Roger Penrose, de la Universidad de Oxford y uno de los físicos más brillantes de la actualidad, cree haber detectado “atisbos” de la existencia de otro universo. Uno que existía antes que el Big Bang. Lo cual pone, literalmente, patas arriba las teorías cosmológicas actuales. En un artículo recién publicado en ArXiv.org, Penrose explica que ha llegado a esa extraordinaria conclusión tras analizar, en los datos del satélite WMAP, ciertos patrones circulares que aparecen en el fondo de microondas cósmico y que sugieren, ni más ni menos, que el espacio y el tiempo no empezaron a existir en el Big Bang, sino que nuestro universo existe en un ciclo continuo de “rebotes” que él llama “eones”.

Según Penrose, lo que actualmente percibimos como nuestro universo, no es más que uno de esos eones. Hubo otros antes del Big Bang y habrá otros después. Unas ideas que se oponen frontalmente al modelo cosmológico más extendido en la actualidad: el de universo inflacionario. Según dicho modelo, el universo empezó en un punto de densidad infinita (el Big Bang) hace aproximadamente 13.700 millones de años, se expandió de forma extremadamente rápida durante una fracción de segundo, y ha continuado expandiéndose mucho más lentamente desde entonces, un tiempo durante el cual han ido surgiendo galaxias, estrellas, planetas y, finalmente, los seres humanos.

                                                     El Tiempo se escurre, no lo podemos frenar

                                                     Al no poder viajar a la velocidad de la Luz

El tiempo antes del Big Bang Penrose, sin embargo, está convencido de que el modelo inflacionario no cuadra con el bajísimo estado de entropía que hizo posible el nacimiento del universo tal y como lo conocemos. Y tampoco cree que el espacio y el tiempo empezaran a existir en el momento del Big Bang, sino que el Big Bang fue, de hecho, sólo uno entre una serie de muchos acontecimientos similares, con cada uno marcando el inicio de un nuevo “eón” en la historia del universo. Las teorías de Penrose implican que, en un futuro lejano, el universo volverá, de alguna manera, a tener las condiciones que hicieron posible el Big Bang. Según el físico, en esos momentos la geometría del universo será suave y lineal, muy diferente a como es ahora, con abundantes picos y discontinuidades.

«La materia oscura puede ser ‘otra dimensión’, tal vez incluso un importante sistema de transporte galáctico. […] Y, ¿cómo incide en esta dimensión nuestra.?

En Interestellar, la película de ciencia ficción de Christopher Nolan, los protagonistas cruzan un agujero de gusano hallado fortuitamente en las cercanías de Saturno que permite viajar a varios mundos potencialmente habitables fuera del Sistema Solar.  A veces pienso que, hablar de esto es casi lo mismo que hablar de cómo se creó en el Universo, en ambos casos, existen espacios oscuros que nos alejan de la posible verdad de lo que pudo ocurrir o de lo que podrá ser posible.

Esta futura continuidad de forma, afirma, permitirá una transición desde el final del actual eón, con un universo muy expandido e infinitamente grande, al inicio del siguiente, cuando de nuevo se hará infinitamente pequeño para estallar formando el siguiente Big Bang. Pruebas en el fondo cósmico El físico asegura que ha encontrado pruebas que sostienen lo que dice. Y que esas pruebas están en el fondo cósmico de microondas, los ecos lejanos del propio Big Bang, una especie de rescoldo de aquella gran explosión que es detectable, hoy, en cualquier punto del universo. Analizando, junto a su colega armenio Vahe Gurzadyan, siete años de datos del satélite WMAP, que está diseñado precisamente para medir el fondo de microondas, Penrose ha detectado con claridad una serie de “círculos concéntricos”, regiones en el cielo de microondas en los que el rango de temperatura de la radiación es notablemente menor que en otros sitios. Son precisamente esos círculos los que nos permiten “ver” a través del Big Bang, vislumbrando el eón que que existió anteriormente. Los círculos, dicen Penrose y Gurzadyan, son marcas dejadas en nuestro eón por las ondulaciones esféricas de las ondas gravitatorias que se generaron cuando los agujeros negros colisionaron en el eón anterior. Y estos círculos, sostienen, suponen un serio problema para la teoría inflacionaria, según la cual la distribución de las variaciones de temperatura en el cielo deberían ser Gaussianas, o aleatorias, en lugar de tener estructuras discernibles en su interior. Si Penrose tiene razón, cambiará por completo la forma que tenemos de percibir el universo en que vivimos, su nacimiento y su destino final.

Amigos míos, lo cierto es que, seguros lo que se dice seguros… ¡No lo podemos estar! Ya que, los modelos actuales del Universo, aunque algunos, como el Big Bang, parece que se puede acercar a esa realidad que buscamos, lo cierto es que, nos deja muchas zonas oscuras y, afirmar nada podemos.

emilio silvera

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