“Para que el universo del Big Bang contenga las ladrillos básicos necesarios para la evolución posterior de la complejidad biológica-química debe tener una edad al menos tan larga, como el tiempo que se necesita para las reacciones nucleares en las estrellas produzcan esos elaborados elementos.”

                 La región más lejana del Universo captada por el Hubble

Esto significa que el universo observable debe tener al menos diez mil millones de años y por ello, puesto que se está expandiendo, debe tener un tamaño de al menos diez mil millones de años luz. No podríamos existir en un universo que fuera significativamente más pequeño.

Un argumento hermosamente simple con respecto a la inevitabilidad del gran tamaño del universo para nosotros aparece por primera vez en el texto de las Conferencias Bampton impartidas por el teólogo de Oxford, Eric Mascall. Fueron publicadas en 1.956 y el autor atribuye la idea básica a Gerad Whitrow.

Estimulado por las sugerencias Whitrow, escribe:

“Si tenemos tendencia a sentirnos intimidados sólo por el tamaño del Universo, está bien recordar que en algunas teorías cosmológicas existe una conexión directa entre la cantidad de la materia en el universo y las condiciones en cualquier porción limitada del mismo, de modo que en efecto puede ser necesario que el Universo tenga el enorme tamaño y la enorme complejidad que la astronomía moderna ha revelado para que la Tierra sea un posible hábitat para seres vivos.”

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Existen objetos en el Universo que, por mucho que lo podamos mirar, nunca dejan de sorprendernos ni dejan de  producir en nosotros la sensación de grandeza que en cualquiera de sus regiones nos podemos encontrar. Ahí, en la imagen de arriba,  podemos contemplar a la nebulosa Carina, en realidad una constelación austral que forma parte de aquella antigua conocida con el nombre de el Navío Argo y que fue troceada por los expertos de la Unión Astronómica Internacional en las cuatro partes que ahora son conocidas como: Vela, Puppis (Popa), Pyxis(Compás o Brújula) y la propia Carina (Quilla).

Aquí, en la Nebulosa Carina, está la segunda estrella más brillante del cielo, Canopo y, también una de las estrellas más masivas conocidas, Eta Carinae que está pendiente de un hilo que, de un momento a otro se pueda convertir en una supernova y explotar para dar más riqueza al entorno con nuevos materiales complejos que se mezclarían con el ya existente en el lugar en el que, de pronto, aparecería un agujero negro que distorsionaría toda la zona a su alrededor.

La imagen con más resolución de Eta Carinae | ESO España

La Imagen captada por el Hubble  capturó esta nebulosa de ondulantes formas de gas interestelar frío y polvo emergiendo de una tempestuosa región estelar situada en la Nebulosa Carina, a 7500 años luz de distancia. Esta columna de polvo y gas sirve como semillero de nuevas estrellas y está repleta de actividad asociada a la formación estelar.

Eta Carinae, en esta imagen del Telescopio Espacial Hubble se pueden apreciar a la estrella Eta Carinæ y los restos de erupciones antiguas que forman la Nebulosa del Homúnculo alrededor de la estrella. La nebulosa fue creada por una erupción de Eta Car cuya luz alcanzó la tierra en 1843. Eta Car aparece como un parche blanco en el centro de la imagen, donde los dos lóbulos de la nebulosa Homúnculo convergen. Como tiene una masa de 100/150 masas solares, la única manera de que su propia radiación no la destruya es eyectando material al espacio para descongestionarse y seguir viviendo, aunque se piensa que, en cualquier momento, podría producirse el suceso.

                                                     Ilustración del sistema Carinae

 Ahñí, en la parte de arriba está el sistema

                                          Épsilon Carinae e Ípsilon Carinae sson dos estrellas dobles

Canopo la segunda estrella más brillante del firmamento es una supergigante  blanco-amarilla a 310 años-luz de nosotros. Aunque se trata de una estrella del hemisferio sur  puede observarse desde la costa africana del Mar Mediterráneo. Como la Vía Láctea atraviesa Carina,  la constelación contiene varios cúmulos abiertos como NGC 2516 y IC 2602 que es más conocido como “Las Pléyades del Sur”  que abajo podéis contemplar.

Espectaculares es sin duda el cúmulo abierto IC 2602 localizado en la constelación de Carina, grupo de unas sesenta estrellas en donde θ Carinae es la más brillante. Popularmente conocido como las “Pléyades del Sur”, ya que los primeros europeos en verlo por aquí, les recordaba a Las Pléyades del hemisferio boreal, en Tauro. También es conocido como el cúmulo de theta Carinae, Cr 229, Mel 102. El mismo fue descubierto por Abbe Lacaille el 3 de Marzo de 1752 desde Sudáfrica. También en Carina se localiza una de las cefeidas más prominentes, l Carinae o HD 84810, que muestra una oscilación en su brillo desde magnitud 3,28 a 4,18 a lo largo de un período de 35,54 días.

Estrellas principales situadas en el lugar:

Etα Carinae (Canopo)

• α Carinae (Canopo)
• ε Carinae (Avior)
• η Carinae (Eta Carinae)
• θ Carinae
• ι Carinae (Aspidiske)
• υ Carinae, de magnitud 2,92, estrella binaria
• χ Carinae (Drys)
• h Carinae (HD 83183), gigante luminosa
• I Carinae (HD 90589) y HD 68456
• HD 84810 (l Carinae), estrella variable cefeida
• b2 Carinae (HD 77370)
• f Carinae (V334 Carinae)

Imagen de Mira en luz ultravioleta, en donde se aprecia el rastro que deja la estrella. La variable Mira es una estrella variable pulsante caracterizada por un color rojo intenso, un período de pulsación de más de 100 días, y una amplitud de más de una magnitud aparente. Son gigantes rojas en estados muy avanzados de su evolución estelar  situadas en la rama asintótica gigante en el Diagrama de H-R, que en el transcurso de unos millones de años expulsarán sus capas exteriores creando una nebulosa planetaria, quedando el núcleo remanente como una enana blanca. Las últimas observaciones han puesto de manifiesto que una gran parte de las variables Mira no tienen forma esférica.

• S Carinae, estrella variable Mira
• RT Carinae, supergigante roja
• VY Carinae
• AG Carinae y HR Carinae, dos variables luminosas azules
• EM Carinae, binaria eclipsante
• CK Carinae e IX Carinae
• PP Carinae (p Carinae), estrella Be
• QX Carinae
• V337 Carinae
• V382 Carinae

                                                                

Sigue una lista interminable de gigantes rojas, estrellas azules, estrellas binarias, irregulares, Cefeidas, sistemas masivos binarios, cúmulos, supergigantes azules como Sher 25 que se piensa está a punto de explotar como supernova, enanas blancas de ingente fulgor ultravioleta ionizante… Todo eso y mucho más está presente en la Nebulosa Carina que podemos mirar y quedar embelezados de su belleza y que, sin embargo, no llegamos a alcanzar a comprender que, en esa ingente cantidad de gases y polvo están presentes objetos de extrema energía y de belleza sin par.

 La Nebulosa Carina se puede contemplar desde distintas perspectivas que nos llevan a regiones de nubes moleculares en las que se fraguan las moléculas que hacen posible el devenir de la vida. No pocas veces han quedado asombrados los Astrofísicos al observar moléculas de alcohol y de azúcares y proteínas, aminoácidos y otros elementos complejos necesarios para la formación del ADN.

Hidrógeno, oxígeno, carbono, calcio, azufre, nitrógeno y fosforo son continuamente irradiados por iones, que pueden generar moléculas orgánicas evolucionando en moléculas más grandes y complejas las cuales resultan en la formación de aminoácidos y otros compuestos que más tarde, en el entorno adecuado…Podemos concluir diciendo que, en la Nebulosa Carina, está presente la magia que sólo sabe hacer el universo. Convertir en estrellas ingentes masas de gas y polvo no resultaría fácil para un mago corriente. Por otra parte, la variedad de estrellas y objetos que ahí se han formado, nos lleva a la convicción de que, un gran grupo de astrofísicos, se podrían pasar la vida tan ricamente instalados en las cercanías de la Nebulosa para estudiar los sucesos que allí ocurren para poder aprender, como se forman las estrellas y los mundos y, también, los “ladrillos de la vida”.

emilio silvera

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Siempre hemos estado a vueltas con poder realizar viajes en una nave espacial que burle la velocidad de la luz  y llegar a planetas y estrellas lejanas en un tiempo aceptable. Una nave de diez mil toneladas y accionada por un motor de antimateria que pudiera abrir una “puerta al hiperespacio utilizando únicamente un mecanismo nuevo que recogiera la energía necesaria del mismo Espacio a medida que la necesitara. Se trataría de una mejora impresionante sobre los cien mil millones de toneladas de combustible necesarias para conseguir esa misma velocidad con un cohete de propulsión nuclear.

 Si la ventana al Hiperespacio es algún día posible, la nave podría realizar el viaje a Alfa Centauri en un tiempo asombrosamente corto. Claro que, aunque lo hemos pensado y en el hipotético caso de que algún día se pudiera hacer un viaje de ese tipo, no tendríamos las consecuencias que se derivarían conforme a lo que nos dice la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein.

                       Viajar a la velocidad de la luz no es posible y las consecuencias serían funestas

Podrían ocurrir fenómenos que ni podemos imaginar pero, quedándonos en lo que más llama la atención al público en general, podríamos conseguir que el tiempo transcurriera más lentamente para los viajeros espaciales que, moviéndose a una velocidad cercana a la de la luz, lograrían ralentizar el Tiempo y, desde luego, envejecerían más lentamente que los que quedaron aquí en la Tierra. Tanto es así que, alguno de los viajeros al regresar a sus casas, se encontrarían con que sus hijos, serían más viejos que ellos.

Claro que, sobre la realidad, nada de esto sería posible, ya que, el cuerpo humano no podría soportar dicha velocidad, la misma nave adquiriría una masa asombrosamente grande al aproximarse a la velocidad de la luz y otros cambios para los que el cuerpo humano no está preparado.

Viajando a esas velocidades ocurrirían cosas que no pasan cuando viajamos a la manera convencional en nuestros coches, en el tren o en Avión que, sólo alcanzar velocidades pequeñas que en nada influye en el transcurrir del Tiempo. También nos dice la relatividad que si un objeto viaja a una velocidad cercana a c, a medida que se acerca al límite impuesto por la Naturaleza, la energía de impulso se transforma en masa conforme a E = mc², dado que en este universo, nada puede ir más rápido que la luz.

De hecho, tal fenómeno ha sido comprobado muchas veces en los aceleradores de partículas que, al lanzar un hace de muones a velocidades cercanas a c, éstos han incrementado más de diez veces su masa. ¿Os imagináis como verían la nave y a los viajeros unos observadores que pudieran contemplar tal suceso?

¡La masa de un cuerpo aumenta con la velocidad! Asimismo podemos arriesgarnos a decir que lo haga que aparece de manera repetida en la relatividad especial:

Por lo demás, masa y energía varían en paralelo. Esto en términos cualitativos. Cuantitativamente no es difícil obtener, a partir de la relación anterior, la que dicen que es la ecuación más famosa de la física:

Pero los fenómenos que se pueden producir viajando a la velocidad de la luz o cerca de ella, no han  terminado todavía y, tendríamos que pensar en eso que llaman la contracción de FitzGerald-Lorentz.  FitzGerald fue uno de los físicos que apoyaron la teoría electromagnética de Maxwell, quienes la revisaron, ampliaron, clarificaron y confirmaron  entre los 1870s y 1880s. Sin embargo,  es más conocido por  la conjetura que enunció en 1889 y que sostiene que todo cuerpo se contrae  en la dirección de su movimiento. Su idea se basa en parte, en la manera en que las fuerzas electro-magnéticas son afectadas por el movimiento. El físico holandés Hendrik Lorentz desarrolló una idea similar en 1892 y la conectó  con su teoría de los electrones.

 

Cualquier nave, el Enterprise también, se vería afectado por este fenómeno físico si viaja a velocidad cercana a c (la de la luz en el vacío = a 299.792.458 m/s).

La  Contracción de FitzGerald-Lorentz se convirtió más tarde  en una parte importante de la Teoría de la Relatividad Especial de Albert Einstein que se publicó en 1905. Se han realizado muchas pruebas y experimentos que han venido a confirmar tal teoría, los objetos se contraen cuando viajan a velocidades relativistas y lo hacen en el sentido de la marcha, es decir, en una nave espacial, sufriría la contracción la parte delantera que va cortando el espacio.

La contracción de Lorentz es un efecto relativista que consiste en la contracción del tamaño de un cuerpo a medida que su velocidad se acerca a la velocidad de la luz. Originalmente fue un concepto introducido por Lorentz como una forma de explicar la ausencia de resultados positivos en el experimento de Michelson y Morley. Posteriormente fue aplicado por Albert Einstein  en el contexto de la relatividad especial.

La contracción de Lorentz viene descrita por la siguiente expresión matemática de abajo a la izquierda.

El Esquema sobre la contracción de Lorentz. (X′,cT′) representan las coordenadas de un observador en reposo a una barra, mientras que (X,cT) son las coordenadas de otro observador con respecto a dicha barra, por la naturaleza pseudoeuclidea del espacio-tiempo aun cuando el primer observador mide una longitud l, el segundo mide una longitud menor l/γ < l.

                                                     

                         Dentro de algunos cientos de años podrían ser posible estos escenarios

Claro que todo eso no son más que sueños y, aún en el caso hipotético de que pusiéramos construir esos motores de antimateria -que dicho sea de paso no es nada fácil de conseguir en los aceleradores de partículas y, construir un motor de antimateria tan habitual y cotidiano en la literatura y películas, no seria nada sencillo y las dificultades técnicas serían (son) muy muy difíciles de vencer. Por otra parte, en este momento sólo podemos fabricar ínfimas cantidades de esta materia en el laboratorio (y sale por un ojo de la cara), del orden de una billonésima de gramo; ¿y cómo podremos alguna vez llegar a fabricar miles de toneladas y en que clase de recipiente la podríamos guardar? Bastaría con tener fabricada cualquier cantidad de anti-materia… daría al traste con todo cuando ambas clases de materia se juntaran. Se necesitaría un sistema de imanes para tenerlas separadas.

Pero no acaban ahí las dificultades de ese hipotético viaje en una maravillosa nava que puede alcanzar, con su flamante motor de antimateria, la velocidad que se acerca a la de la Luz.

El espacio es activo y dinámico y por el, proveniente de estrellas nuevas, supernovas, colisiones de estrellas de neutrones y agujeros negros, quásares y otros objetos posibles fuentes de grandes emisiones de radiación cósmica que viajan por todas partes a velocidades relativistas y, si por si fuera poco, también, en el vacío aunque en menor medida, están presentes átomos que serían un peligro.

Aunque el artículo databa del año 2010, cayó en mis manos hace poco y, contaba como un estudio realizado por un equipo de científicos habían llegado a la conclusión de que: “El resultado de la investigación no trae buenas noticias para todos los que soñábamos con recorrer la galaxia a velocidades relativista. Según parece, al desplazarnos a velocidades cercanas a la de la luz, los escasos átomos de hidrógeno que existen en el espacio «vacío» nos golpearían tan duro como las partículas aceleradas por el Gran Colisionador de Hadrones  (LHC). Si los científicos de la Universidad Johns Hopking están en lo cierto, esos pequeños átomos nos freirían en pocos segundos. “

   Se han pensado en otras rutas no convencionales para viajar más rápido que la luz pero… ¡la las tenemos que encontrar! ¿Hiperespacio!!

En efecto, si la USS Enterprise fuese de verdad, y respetase las leyes físicas que rigen el Universo, Kirk, Spock y el resto de la tripulación morirían a los pocos segundos de pisar el acelerador. La culpa sería de esos dos átomos de hidrógeno por centímetro cúbico y de la Teoría de la Relatividad de Einstein. Esa débil cantidad de materia se convertiría en un haz de radiación lo suficientemente intenso como para matar a los humanos abordo en pocos segundos, e incluso bastaría para destruir los instrumentos electrónicos de la nave, y a la nave misma.

En efecto, si la USS Enterprise fuese de verdad, y respetase las leyes físicas que rigen el Universo, Kirk, Spock y el resto de la tripulación morirían a los pocos segundos de pisar el acelerador. La culpa sería de esos dos átomos de hidrógeno por centímetro cúbico y de la Teoría de la Relatividad de Einstein. Esa débil cantidad de materia se convertiría en un haz de radiación lo suficientemente intenso como para matar a los humanos abordo en pocos segundos, e incluso bastaría para destruir los instrumentos electrónicos de la nave, y a la nave misma. La Teoría de la Relatividad Especial describe cómo el espacio y el tiempo se encuentran distorsionados para observadores que viajan a diferentes velocidades. Para la tripulación de una nave espacial que acelera hasta cerca de la velocidad de la luz, el espacio interestelar parece muy comprimido, lo que aumenta el número de átomos de hidrógeno que golpean la nave cada segundo, convirtiéndolos en un verdadero rayo de la muerte apuntado hacia la proa.

Si seguimos estudiando sobre la posibilidad de viajar por el Espacio Interestelar a velocidades cercanas a c (la velocidad de la luz en el vacío), nos encontramos con muchos problemas que no sabemos solucionar y, lo cierto es que vemos como tal posibilidad se aleja de nosotros que, no sabemos “vencer” una constante de la Naturaleza que nos dice que, ir más rápido que la luz es… ¡Imposible!

Sin embargo, eso para nosotros -¡menudos somos!-, no será ninguna cortapisa y buscaremos otros caminos que nos lleven, aún más rápido que la velocidad de la luz, hacia otros mundos, otras estrellas, otras galaxias y, si me apuráis mucho, también hacia otros universos.

En 1994 el físico mexicano Miguel Alcubierre demostró que ese viaje era teóricamente posible. Su esquema consistía en una nave con forma de balón de rugby con un gran anillo plano rodeándolo que sería el encargado de curvar el espacio-tiempo alrededor de la nave, creando una región de espacio contraído delante y una de espacio expandido detrás, informa Discovery News. El problema es que para alcanzar esas velocidad haría falta una cantidad de energía equivalente al de convertir a energía un planeta del tamaño de Júpiter, lo que lo hacía inviable.

“Todo lo que existe en el espacio está restringido por la velocidad de la luz”, ha explicado Richard Obousy, presidente de Icarus Interstellar, una organización de científicos e ingenieros sin ánimo de lucro dedicada a investigar el viaje interestelar. “Pero lo bueno es que el espacio-tiempo, la estructura del espacio, no está limitada por la velocidad de la luz”.

 Finalmente habrá que encontrar la manera de ir a las estrellas, es nuestro destino, de ellas venimos y hacia ellas tendremos que volver. Es nuestro origen

Le prestamos poca atención al problema pero, los siglos pasan, los habitantes del planeta crecen, la Tierra es como es y no puede crecer. Estamos aquí confinados y el espacio cada vez resulta más reducido para tanta gente que, necesita y exige cuidados, alimentos, medicinas, y, energía. Cuando pasen 500 años más, ¿Cuántos miles de millones seremos?

Se imponen soluciones drásticas antes de que lleguen momentos insoportables en los que, nos ataquemos los unos a los otros por un pedazo de pan. Hay que salir fuera, tenemos que colonizar otros mundos y lunas de nuestro Sistema solar primero y de otros más lejano más tarde y, para eso, amigos míos…,  ¡necesitamos saber! Cómo poder hacer eso.

emilio silvera

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