Cuando tengo un tiempo de asueto para relajarme, acostumbro a coger una libreta y escribir sobre temas que me llaman la atención, como por ejemplo  que os decía que los Sumerios fueron una de las primeras Civilizaciones de nuestro mundo y de sus actividades e inventos dieron buena cuenta famosos arqueólogos. Así la antigua Mesopotamia tiene el honor de tener las tres primeras ciudades de nuestro mundo: URUK, ERIDU y NIPPUR.

Los temas volcados en dichas libretas son variados y según me vayan llegan las ideas allí las plasmo. Aquí os dejo dos páginas como muestra:

He tratado de poner aquí dos páginas de mis libretas y no lo consigo.

Algunas de las muchas Libretas manuscritas por el autor se denominan:

• La expansión del universo. La expansión de la mente.
• Presente, pasado y futuro. Una ilusión llamada ¡TIEMPO! – Volumen 1
• Presente, pasado y futuro. Una ilusión llamada ¡TIEMPO! – Volumen 2
• Constantes universales y otros temas de interés
• La FÍSICA, las cosas que nos rodean
• El conocimiento del universo
• Los Misterios de La Tierra
• Cuestiones de Ciencia
• Apuntes de Ciencia
• ¿Qué entendemos por Big Bang?
• Sobre el Modelo Estándar de la Física. ¡El átomo!
• Anotaciones de Ciencia, datos y curiosidades I y II
• La MATERIA, ¿viva? ¿inerte?
• ¿Quién sabe la verdad?
• Rumores del saber
• Curvatura del Espacio-Tiempo
• Hablando de Física I
• Hablando de Física II
• Ciencia/Astronomía; Cuestiones de Física
• Más apuntes de Ciencia
• La Casa de la Materia Oscura, ¿en la quinta dimensión?
• Pensando con pluma y libreta
• ¿Cómo se formó la vida? I y II
• La vida en otros Mundos
• Lo que ha pasado, lo que pasa y lo que pasará
• Personajes de la Ciencia I
• Personajes de la Ciencia II
• Otras muchas

En esas Libretas, cuento cosas que pasaron y hablo de civilizaciones antiguas, de grandes hombres o de valientes aventureros, y, lo mismo os cuento un pasaje de la vida de Galileo, Pitágoras, Sócrates, Aristóteles, Platón, Newton, Einstein, Colón, Leonardo da Vinci o Miguel Angel Buonaroti, casi todos sabemos (más o menos) quienes son, o al menos nos suena sus nombres.  Sin embargo, ¿qué sabemos de: Dense Schmandt-Besserat, de Ras Shamra, cerca de Alejandreta, de la ciudad de Uruk al norte de Mesopotamia, de Lantancio que en el siglo IV se preguntaba el propósito del saber, o de Lovejoy, o del efecto de Platón en Calvino, o del hilo que une a Nietzsche con Sócrates, o la relación del Budismo con el pensamiento alemán?

Hoy, en otro comentario, he tomado un trozo de la libreta y os hablo de Vesalio. También se habla en ese trabajo de Bagdad cuando el Califa ordenó construir la Casa de la Sabiduría, o de Alejandría y todo lo que aquello fue con su famosa biblioteca y los personajes que estuvieron allí de bibliotecario.

Así era  URUK

En rumores del saber se habla de los Sumerios y de los indicios primeros de la Escritura o de las primeras Ciudades construidas en el mundo y, como es natural, de la influencia que tuvieron estas en el avance de la Humanidad cuando empezó a convivir en Sociedad y, cada uno (artistas o alfareros, pongo por ejemplo) podía mostrar su trabajo a los demás para que le fuera reconocido.

La única libertad que tenemos es la del pensamiento, sin embargo, no somos libres para exponer lo que pensamos. Distintas cuestiones de ética, de educación, de inconveniencia social, etc., nos aconseja no decir siempre la verdad y las Sociedades avanzan con ese plus de hipocresía que no necesariamente tiene que ser malo, ya que, muchas veces, decir la verdad, además de inconveniente, puede causar dolor. Sin embargo, contar lo que pasó es bueno, tanto lo positivo para repetirlo, como lo negativo para no caer de nuevo en ello.

                                         El hindú que tenía una mente matemática

En ese trabajo (Rumores del saber) traté de exponer conocimientos sueltos de cuestiones diversas y, como el “saber no ocupa lugar”, los posibles lectores podían aprender algunas cuestiones y pensar en ellas, ver la grandeza de Srinivasa RAmanujan, las tendencias de las religiones y la invención de la moralidad por Zaratustra con sus tres tipos de Almas, lo que hizo y dijo Buda o Confucio. Y, por otra parte, enterarse de aquellos viajeros que, como Piteas o el mismo Marco Polo, se aventuraron en regiones desconocidas buscando la aventura o la riqueza al mismo tiempo que descubrían nuevos pueblos y nuevas costumbres.

                                                                                   Aryabhata

No siempre, a lo largo de la Historia, se ha dado el mérito a quien lo mereció.  Por ejemplo, el matemático Aryabhata se adelantó 1.000 años a Copérnico y sus ideas fueron adjudicadas a éste que, en realidad, las tomó prestadas de aquel.

Si has leído este trabajo sabras algo sobre el lenguaje conocido como sánscrito y quienes lo hablaban, o quien fue Panini o Kalidasa.  También aquí habrás aprendido algo sobre los orígenes de la escritura y los números y habrás hecho un recorrido por personajes como Tales de Mileto, Anaximandro y su alumno Pitágoras, Euclides (S.III a.C.) o Riemann (S.XIX), como las genialidades de Euler y su famoso LΠi = -1.

La enorme importancia de los avances de la Humanidad en ciencia y matemáticas en el largo periodo que va desde el s. VI a.C. hasta el s. VI d.C.

El saber de hoy se debe a personajes de ayer como los ya nombrados y muchos otros como Menélao, Herón, Diofanto, Pappo, Prodo, también Fray Girolano Savonarola o Marsilio Ficino,y, mas tarde Benjamín Franklin, Eugen Goldstein, Wilhelm, Ròntgen, Hernri Becquerel, Thomson, Ernest Rutherford, Planck, Lorente y Einstein, por decir algunos.

De todos ellos conocemos (y no siempre bien) a los más famosos, tal es el caso de los grandes del Renacimiento, la gente corriente, si acaso, conocen a Leonardo Da Vinci y a Miguel Angel Buonarroti, pero, ¿Qué saben de Brunelleschi, de Battista, Vecchielta, Zenale, Martín, Bramante, Giacondo, Aquilano, Masón, Liborio o Vesari? ¿Qué hicieron

En este trabajo hemos hablado de todos ellos resumiendo lo que hicieron para vuestro conocimiento de los hechos.  Ahora, os han llegado “rumores” y sabéis más.

En Rumores del saber, sus lectores habéis aprendido que Bagdad (que significa regalo de Dios) también conocida como ciudad redonda, fue construida en 4 años por 100 mil trabajadores por orden de AL-Mansur.  La modernidad y la cultura, sus hospitales y grandes médicos hacen que, si la miramos hoy, nos entren ganas de llorar.

¡Valiente condición Humana!

El conquistar el saber nos ha costado muchas generaciones y Civilizaciones que fueron el ejemplo que hemos podido seguir. Muchas mentes y miles de años nos costó llegar aquí. Sin embargo, ¡es tan fácil perderlo! y tan frágil el equilibrio que, cualquier extralimitación de los humanos o cualquier suceso natural de dimensiones cataclismicas, podría dar al traste con todo.

emilio silvera

[?]

                     Desde que dijeron que lo habían hallado, poco o nada se habló del Bosón de Higgs

Todos los intentos y los esfuerzos por hallar una pista del cuál era el origen de la masa fallaron. Feynman escribió su famosa pregunta: “¿Por qué pesa el muón?”. Ahora, por lo menos, tenemos una respuesta parcial, en absoluto completa.

Una voz potente y segura nos decía: “!Higgs¡” Durante más de 60 años los físicos experimentadores se rompieron la cabeza con el origen de la masa, y ahora el campo Higgs presenta el problema en un contexto nuevo; no se trata sólo del muón. Proporciona, por lo menos, una fuente común para todas las masas. La nueva pregunta feynmaniana podría ser: ¿Cómo determina el campo de Higgs la secuencia de masas, aparentemente sin patrón, que da a las partículas de la materia?

“El Campo de Higgs es un campo cuántico que de acuerdo con una hipótesis del modelo estándar de física de partículas expuesta por el físico Peter Higgs, permearía el universo entero, y cuyo efecto sería que las partículas adquiriesen masa, debido a la interacción asociada de partículas elementales, con el bosón de Higgs …”

La variación de la masa con el estado de movimiento, el cambio de masa con la configuración del sistema y el que algunas partículas (el fotón seguramente y los neutrinos posiblemente) tengan masa en reposo nula son tres hechos que ponen entre dicho que el concepto de masa sea una tributo fundamental de la materia. Habrá que recordar aquel cálculo de la masa que daba infinito y nunca pudimos resolver; los físicos sólo se deshicieron de él “re-normalizándolo”, ese truco matemático que emplean cuando no saben hacerlo bien.

Ese es el problema de trasfondo con el que tenemos que encarar el problema de los quarks, los leptones y los vehículos de las fuerzas, que se diferencian por sus masas. Hace que la historia de Higgs se tenga en pie: la masa no es una propiedad intrínseca de las partículas, sino una propiedad adquirida por la interacción de las partículas y su entorno.

La idea de que la masa no es intrínseca como la carga o el espín resulta aún más plausible por la idílica idea de que todos los quarks y fotones tendrían masa cero. En ese caso, obedecerían a una simetría satisfactoria, la quiral, en la que los espines estarían asociados para siempre con su dirección de movimiento. Pero ese idilio queda oculto por el fenómeno de Higgs.

              Qué es el espín de una partícula?

¡Ah, una cosa más! Hemos hablado de los bosones gauge y de su espín de una unidad; hemos comentado también las partículas fermiónicas de la materia (espín de media unidad). ¿Cuál es el pelaje de Higgs? Es un bosón de espín cero. El espín supone una direccionalidad en el espacio, pero el campo de Higgs de masa a los objetos dondequiera que estén y sin direccionalidad. Al Higgs se le llama a veces “bosón escalar” [sin dirección] por esa razón.

La interacción débil, recordareis, fue inventada por E. Fermi para describir la desintegración radiactiva de los núcleos, que era básicamente un fenómeno de poca energía, y a medida que la teoría de Fermi se desarrolló, llegó a ser muy precisa a la hora de predecir un enorme número de procesos en el dominio de energía de los 100 MeV. Así que ahora, con las nuevas tecnologías y energías del LHC, las esperanzas son enormes para, por fin, encontrar el bosón Higgs origen de la masa… y algunas cosas más.

Hay que responder montones de preguntas. ¿Cuáles son las propiedades de las partículas de Higgs y, lo que es más importante, cuál es su masa? ¿Cómo reconoceremos una si nos la encontramos en una colisión de LHC? ¿Cuántos tipos hay? ¿Genera el Higgs todas las masas, o solo las hace incrementarse? ¿Y, cómo podemos saber más al respecto? Como es su partícula, nos cabe esperar que la veamos ahora después de gastar más de 50.000 millones de euros en los elementos necesarios para ello.

También a los cosmólogos les fascina la idea de Higgs, pues casi se dieron de bruces con la necesidad de tener campos escalares que participasen en el complejo proceso de la expansión del Universo, añadiendo, pues, un peso más a la carga que ha de soportar el Higgs.

           ¿Acaso entran las partículas en el campo de Higgs y adquieren masa por el efecto frenado?

El campo de Higgs, tal y como se lo concibe ahora, se puede destruir con una energía grande, o temperaturas altas. Estas generan fluctuaciones cuánticas que neutralizan el campo de Higgs. Por lo tanto, el cuadro que las partículas y la cosmología pintan juntas de un universo primitivo puso y de resplandeciente simetría es demasiado caliente para Higgs. Pero cuando la temperatura caen bajo los 10′⁵ grados kelvin o 100 GeV, el Higgs empieza a actuar y hace su generación de masas. Así por ejemplo, antes de Higgs teníamos unos W, Z y fotones sin masa y la fuerza electrodébil unificada.

El Universo se expande y se enfría, y entonces viene el Higgs (que engorda los W y Z, y por alguna razón ignora el fotón) y de ello resulta que la simetría electrodébil se rompe.

Tenemos entonces una interacción débil, transportada por los vehículos de la fuerza W⁺, W^–, Z⁰, y por otra parte una interacción electromagnética, llevada por los fotones. Es como si para algunas partículas del campo de Higgs fuera una especie de aceite pesado a través del que se moviera con dificultad y que las hiciera parecer que tienen mucha masa. Para otras partículas, el Higgs es como el agua, y para otras, los fotones y quizá los neutrinos, es invisible.

De todas las maneras, es tanta la ignorancia que tenemos sobre el origen de la masa que, nos agarramos como a un clavo ardiendo el que se ahoga, en este caso, a la partícula de Higgs que, algunos, han llegado a llamar:

¡Ya veremos en que termina todo esto! Como las observaciones continúan habrá que ver lo que dicen los físicos experimentadores del LHC o del Acelerador que esté de moda para entonces, sobre todo esto.

                                        Steven Weinberg y Abduz Salam

Peter Higgs, de la Universidad de Edimburgo, introdujo la idea en la física de partículas. La utilizaron los teóricos Steven Weinberg y Abduz Salam, que trabajaban por separado, para comprender como se convertía la unificada y simétrica fuerza electrodébil, transmitida por una feliz familia de cuatro partículas mensajeras de masa nula, en dos fuerzas muy diferentes: la QED con un fotón carente de masa y la interacción débil con sus W⁺, W^– y Z⁰ de masa grande. Weinberg y Salam se apoyaron en los trabajos previos de Sheldon Glasgow, quien tras los pasos de Julian Schwinger, sabía sólo que había una teoría electrodébil unificada, coherente, pero no unió todos los detalles. Y estaban Jeffrey Goldstone y Martines Veltman y Gerard’t Hooft. También hay otras a los que había que mencionar, pero lo que siempre pasa, quedan en el olvido de manera muy injusta. Además, ¿Cuántos teóricos hacen falta para encender una bombilla?

De izquierda a derecha, Steven Weinberg, Sheldon Lee Glasgow

La verdad es que, casi siempre, han hecho falta muchos. Recordemos el largo recorrido de los múltiples detalle sueltos y físicos que prepararon el terreno para que, llegara Einstein y pudiera, uniéndolo todos, exponer su teoría relativista.

                                                                                Veltman

Sobre la idea de Peter Higgs, Veltman, uno de sus arquitectos, dice: “Es una alfombra bajo la que barremos nuestra ignorancia”. Glasgow es menos amable y lo llamó retrete donde echamos las incoherencias de nuestras teorías actuales. La objeción principal: que no teníamos la menor prueba experimental.

Ahora, por fin la tendremos con el LHC, y ésta pega, se la traspasamos directamente a la teoría de supercuerdas.

El modelo estándar es lo bastante fuerte para decirnos que la partícula de Higgs de menor masa (podría haber muchas) debe “pesar” menos de 1 TeV. ¿Por qué? Si tiene más de 1 TeV, el modelo estándar se vuelve incoherente y tenemos la crisis de la unitariedad.

Después de todo esto, llego a la conclusión de que, el campo de Higgs, el modelo estándar y nuestra idea de cómo se hizo el Universo dependen de que se encuentre el bosón de Higgs. Y ahora, por fin, tenemos un acelerador con la energía necesaria para que nos la muestre y que con su potencia pueda crear para nosotros una partícula que pese nada menos que 1 TeV. Para ello contamos con energías de hasta 14 TeV.

¡La confianza en nosotros mismos, no tiene límites! (Mi amigo Ramon me dice siempre que la masa es el resultado del efecto frenado cuando las partículas se adentran en el campo de Higgs. Las partículas que deambulan por los océanos de Higgs interaccionan y toman masa a través del efecto frenado.)

De la nada, de pronto surge un destello cegador, un conjunto de energía que dura unos segundos. Cuando se desvanece, allí queda la serena figura de un hombre.

¿De dónde ha salido? ¿De dónde viene?

Bueno, estimo que sería conveniente que me formuléis esas preguntas dentro de algunos miles de años. Ahora es pronto.

De la misma manera es pronto para contestar otras muchas preguntas. Sin embargo, cuando dijeron que la habían encontrado con un nivel de garantías muy alto, todos lo celebraron por todo lo alto y el Nobel fue a parar al CERN y  a los autores de la teoría del Bosón de Higgs. El futuro nos dirá si todo aquello estuvo justificado.

¿Pasará igual con las cuerdas? Su verificación va para largo, ya que, según dicen los expertos, se necesitaría la energía de Planck (10¹⁹ GeV) para llegar hasta ellas, y, esa energía no está a nuestro alcance… Por el momento.

emilio silvera

[?]

“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.”

[?]

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

[?]

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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