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¿Qué buscará en su nueva etapa el LHC?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (2)

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 Ciencia / la nueva física
El LHC se despierta para comenzar la caza del Universo más desconocido.
JOSÉ MANUEL NIEVES / MADRID

El mayor acelerador de partículas del mundo calienta motores tras dos años de reparaciones. Halló la «partícula de Dios» y ahora busca la materia oscura

 

 El LHC se despierta para comenzar la caza del Universo más desconocido

El corazón del LHC, instalado en Ginebra

En febrero de 2013, y tras el histórico descubrimiento del bosón de Higgs, la última pieza del Modelo Estandar de la Física, el mayor acelerador de partículas del mundo fue «desconectado» para ser sometido a una complicada y larga «operación quirúrgica». Durante los dos últimos años, en efecto, prácticamente todos los sistemas y experimentos del LHC han sido mejorados, aumentados, actualizados y perfeccionados. Durante su segunda fase de actividad, que comienza ahora, el gran acelerador será capaz de alcanzar energías de colisión de hasta 13 TeV (teraelectronvoltios), prácticamente el doble de la potencia de la fase anterior (7-8 TeV). Y eso implica que podrá cruzar, por vez primera, una puerta hacia terrenos absolutamente desconocidos.

La cacería, pues, se reanuda. Y con objetivos mucho más ambiciosos que cualquiera de los conseguidos hasta ahora. ¿La razón? El bosón de Higgs era, hasta cierto punto, una consecuencia lógica de todo lo que ya se sabía. De alguna forma, el Higgs «tenía que existir» para que el Modelo Estandar, el «catálogo» de todo lo que se sabe sobre los componentes de la materia, fuera válido. La existencia del Higgs fue predicha hace ya décadas, igual que muchas de sus características. Su «casilla» en el Modelo Estandar ya existía y se trataba de ser capaces de encontrar, en los experimentos del LHC, una partícula que encajara con las predicciones teóricas.

En las puertas de la nueva física

 

 

 

Pero ahora la cosa es muy diferente. De hecho, las nuevas capacidades del gran acelerador suponen, por primera vez, la posibilidad de adentrarse en un terreno totalmente nuevo y desconocido. Ni siquiera los físicos más brillantes se atreven a asegurar qué podría haber «al otro lado», ni qué clase de sorpresas nos encontraremos al cruzar el umbral de lo que muchos ya denominan «nueva Física». «Lo más excitante -dice por ejemplo Rolf Landua, físico del CERN- es que realmente no sabemos lo que vamos a encontrar».

No olvidemos que el Modelo Estandar es una teoría que explica (y con grandes éxitos, por cierto), solo la materia ordinaria, esa de la que está hecho todo lo que podemos ver, desde nosotros mismos a los planetas, estrellas y miles de millones de galaxias que existen «ahí fuera». Sin embargo, la Física sabe también que la suma de toda esa materia visible apenas si da cuenta de algo menos del 5 por ciento de la masa total del Universo. Lo cual nos deja con un enorme 95 por ciento del que aún no sabemos prácticamente nada.

El 70% de la materia del universo es totalmente desconocida

 

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Cosmological_composition.jpg

 

 

 

Ahí está, por ejemplo, la materia oscura, esa «otra» forma de materia que, a diferencia de la ordinaria, no emite ningún tipo de radiación y resulta, por lo tanto, indetectable para cualquiera de nuestros instrumentos. Conocemos su existencia solo por los efectos gravitatorios que provoca en la materia ordinaria, la que sí podemos ver, ya que la obliga a moverse de formas que no pueden explicarse solo por la influencia de lo que vemos a su alrededor. Los cálculos más recientes, basados en los movimientos «anómalos» de decenas de miles de galaxias, apuntan a que la materia oscura es cinco veces más abundante que la ordinaria, y que por sí sola da cuenta de cerca de otro 24 por ciento de la masa del Universo. Lo que sumado a «nuestro» 4,5 por ciento supone algo menos del 30 por ciento del total. El restante 70 por ciento resulta, si cabe, aún más misterioso, y los investigadores lo atribuyen a la existencia de una «energía oscura» de la que nada sabemos aún.

Partículas supersimétricas

 

 

 

Durante esta segunda etapa de actividad del LHC, pues, los físicos buscarán pruebas de esa «nueva Física» capaz de explicar, por lo menos, una parte de lo que hay «más allá» del Modelo Estandar. Ya existen algunas ideas al respecto, y quizá la más popular de todas sea la (por ahora hipotética) existencia de partículas «supersimétricas». La supersimetría puede considerarse como una «extensión» del Modelo Estandar.

Conocida como Susy por sus siglas en inglés (Supersymmetry), la Supersimetría es una hipotética forma de simetría del Universo según la cual las propiedades de las dos familias fundamentales de partículas (fermiones y bosones) podrían estar relacionadas. Los fermiones son las partículas básicas de la materia: quarks (que se unen para formar protones) y leptones (como el electrón), mientras que los bosones (como el fotón) son las partículas que transmiten la unidad mínima de las fuerzas fundamentales de la naturaleza (electromagnetismo, fuerza nuclear fuerte, fuerza nuclear débil y gravedad).

Si las teorías supersimétricas son correctas, todas las partículas de cada una de las dos familias (fermiones y bosones) deberían tener una «compañera supersimétrica» en la otra familia. De forma que cada fermión tendría una «supercompañera bosón» y viceversa. Todas las «supercompañeras» de los fermiones, pues, serían bosones, y se las conoce por el mismo nombre al que se añade la letra «s» (la «supercompañera» del electrón sería el «selectrón»). De la misma forma, todas las «supercompañeras» de los bosones serían fermiones, aunque en este caso a sus nombres se les añade la terminación «ino» (la supercompañera del fotón, por ejemplo, sería el fotino).

Aunque aún no se ha podido comprobar experimentalmente, la Supersimetría ha demostrado, en teoría, ser capaz de resolver algunos de los problemas a los que se enfrenta la Física, y además proporciona buenos candidatos para explicar la materia oscura. Sin embargo, el hecho de que hasta ahora ningún experimento haya logrado producir partículas supersimétricas ha supuesto que un buen número de físicos piensen que sería mejor abandonar esa teoría y buscar en otra parte. Muchos otros, sin embargo, están convencidos de que en esta segunda etapa, la potencia duplicada del LHC conseguirá, por fin, sacarlas a la luz.

El gluino podría ser la primera partícula supersimétrica en aparecer

 

 

 

 

El hallazgo, según ha declarado a la BBC la profesora Beate Heinemann, portavoz del experimento Atlas del LHC «podría producirse este mismo año, tal vez a finales del verano, si tenemos mucha suerte». Algunos apuntan incluso a que la primera partícula supersimétrica en aparecer será el «gluino», la «supercompañera» del gluón, que es la partícula (un bosón) portadora de la fuerza nuclear fuerte, la que permite a los quarks estar unidos para formar protones y neutrones. Los cálculos, en efecto, indican que el nuevo rango de energías del que será capaz el LHC coinciden con los dominios en los que los teóricos creen que el gluino podría manifestarse como producto de las colisiones dentro del acelerador.

También podría aparecer el neutralino, una «superpartícula» que los investigadores han propuesto como firme candidato a ser el principal constituyente de la materia oscura. Incluso el bosón de Higgs podría tener su propia partítula supersimétrica, lo cual, en palabras del director general del CERN, Rolf Heuer «puede que esconda muchas puertas cerradas que pueden ser abiertas hacia una nueva Física, a una mejor comprensión del Modelo Estándar… pero también más allá de ese modelo».

Completamente de acuerdo se muestra también el físico británico Stephen Hawking, quien en una reciente conferencia aseguró que «creo que el descubrimiento de las parejas supersimétricas de las partículas conocidas revolucionará nuestra comprensión del Universo».

Por supuesto, también existe la posibilidad de que, después de todo, las partículas supersimétricas finalmente no aparezcan. Y eso es algo con lo que los físicos cuentan. «Entramos en terreno desconocido y todo es posible allí -asegura el físico John Ellis, uno de los diseñadores del LHC-. Descubramos o no la supersimetría, existe el potencial para descubrir todo un espectro de nuevas partículas en el LHC».

Fuente: CIENCIA.

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Dr. Omar López Cruz

 

El proyecto fue liderado por el investigador mexicano Omar López-Cruz

 

                                               Ilustración de un agujero negro. / nasa

Son objetos que no se detectan directamente, existen gracias a estudios teóricos y hasta infringen principios de la física. Aunque todavía quede mucho por conocer acerca de los agujeros negros—concentraciones de materia con un campo gravitacional capaz de atrapar a cualquier partícula, hasta a los fotones (luz)—, un equipo liderado por el astrofísico mexicano Omar López-Cruz ha anunciado este jueves haber descubierto al más grande del universo conocido, es decir, hasta 2.000 millones de años luz.

Con una masa 10.000 millones de veces superior a la del Sol, el objeto supermasivo recién hallado se encuentra en el centro de la supergalaxia Holm 15A. “Decimos que es el más grande del Universo cercano pero podría ser el más grande de la historia”, cuenta al otro lado del teléfono López-Cruz, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de México (INAOE). Explica que podría tratarse de un agujero negro binario, es decir, conformado por dos cuerpos que orbitan uno alrededor del otro dentro de la galaxia, pero advierte de que “todavía hay muchas incógnitas”.

El académico recuerda que, en 2012, dos astrónomos estadounidenses anunciaron que la galaxia más luminosa del cúmulo Abell 2266 poseía el core [la parte aplanada central de la distribución de la luminosidad de una galaxia] más grande jamás observado. “Entonces recordé que había estudiado las características de Holm 15A durante mi trabajo doctoral. Le pedí al profesor Christopher Añorve, que había sido mi estudiante en el INAOE, que la volviera a medir”, cuenta el científico: “La sorpresa fue grandiosa”.

López-Cruz y Añorve descubrieron que el core de Holm 15A era un 42% más grande que el de la galaxia de Abell 2266. A partir de ese momento, empezaron a estudiar detenidamente el caso e invitaron a otros científicos a participar, entre ellos a Juan Pablo Torres Papaqui de la Universidad de Guanajuato y a Héctor Ibarra Medel, estudiante de doctorado en el INAOE. Más tarde se unieron también Marc Birkinshaw y Diana Worral de la Universidad de Bristol y Verónica Motta de la Universidad de Valparaíso. Dentro de un mes, la revista Astrophysical Journal Letters publicará su investigación.

¿Pero qué significa este descubrimiento para la ciencia? “Va a conducir a muchos otros estudios, en primer lugar, porque hay un rompimiento de la ley de escalamiento, que relaciona el crecimiento de la masa de los agujeros negros con las propiedades de la galaxia en la que se encuentran”, asegura López-Cruz. Pero el investigador pone una cota superior: “Apunta a que estos objetos cobran cada vez más importancia en el modelo de formación de las galaxias, cuando estuvimos 50 años pensando que eran cosas raras y exóticas”.

Hasta aquí la Noticia de el Pais.

Arriba: Representación artística de un agujero negro supermasivo absorbiendo materia de una estrella cercana. Abajo: imágenes de un supuesto agujero negro supermasivo devorando una estrella en la galaxia RXJ 1242-11. Izq.: en rayos x; Der.: en luz visible. Lo cierto es que, se sospecha y en algunos casos ha sido confirmado que, todas las grandes galaxias tienen un Agujero negro masivo en el centro galáctico. Así lo confirman las observaciones y la emisión masiva de Rayos X que son det4ctados en dichos lugares.

Estudios científicos sugieren fuertemente que la Vía Láctea tiene un agujero negro supermasivo en el centro galáctico, llamado Sagitario A. Se cree que muchas, si no todas las galaxias, albergan un agujero negro supermasivo en su centro. De hecho, una de las teorías más extendidas en los últimos tiempos es la de suponer que todas las galaxias elípticas y espirales poseen en su centro un agujero negro supermasivo, el cual generaría la gravedad suficiente para mantener la unidad.

Las observaciones más recientes han  mostrado que la masa de Sgr A* era aproximadamente 4.1 millones de veces la masa solar de volumen con un radio no mayor que 6.25 horas-luz (45 UA) o 6.700 millones de kilómetros. También determinaron que la distancia entre la Tierra y el centro de la galaxia (el centro rotacional de la Vía Láctea) era de 26.000 años-luz o 8.0 ± 0.6 × 103  pársecs. Las ondas de radio e infrarrojo detectadas provienen del gas y polvo calentado a millones de grados en su caída hacia el agujero negro. Este último tan solo emite radiación Hawking a una baja temperatura del orden de 10-14 K.

Publica: emilio silvera

“La Ciencia se está dejando llevar por el espectáculo”

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (5)

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Entrevista a Matías Saldarriaga, Cosmólogo

 

Fue pionero en predecir que se podía captar el primer eco del Big Bang, hace 15 años, y, se refería, además de las ondas gravitatorias a las posibles fluctuaciones de vacío. Critica la maquinaria publicitaria detrás de ciertos hallazgos en las mejores universidades.

 

Madrid 7 NOV 2014   (en el Pais)

 

                               Matías Zaldarriaga, antes de la entrevista / Santi Burgos

“Entre el universo actual, con estrellas, galaxias y planetas capaces de albergar vida, y su origen hace 13.700 millones de años, hay enormes lagunas desconocidas. Se ha confirmado hasta la saciedad que todo comenzó con el Big Bang, pero lo que sucedió poco después sigue siendo un misterio. La teoría mayoritaria dice que tras la explosión hubo una etapa de expansión acelerada conocida como inflación que multiplicó el tamaño del cosmos millones y millones de veces en menos de un segundo. Es la teoría más aceptada y este año un equipo de investigadores de EE UU anunció haber encontrado unas señales que confirmarían que la inflación sucedió realmente. Poco después surgieron muchas voces críticas y, el mes pasado, la misión europea Planck echó por tierra el supuesto hallazgo. Un descubrimiento de Nobel se convirtió en una de las mayores polémicas científicas de los últimos años.

Hace más de 15 años, el físico teórico argentino Matías Zaldarriaga predijo cómo detectar esas señales, conocidas como ondas gravitacionales, mientras aún era un joven físico teórico en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (EE UU). Actualmente trabaja en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, donde Einstein fue a trabajar huyendo del nazismo. Él también habla como un exiliado de su Argentina natal, donde, dice, no podría hacer el tipo de ciencia que hace en EEUU, y confiesa que “no es un buen país para vivir”. En un receso de unas jornadas sobre los orígenes del universo organizadas por la Fundación Ramón Areces en Madrid, el físico ofrece una entrevista a Materia en la que habla del futuro de la cosmología, la búsqueda de nuevos “fósiles del Big Bang” y critica la maquinaria publicitaria de las mejores universidades del mundo.

Pregunta. ¿De qué podemos estar seguros sobre el origen del universo?

Respuesta. De que hubo un Big Bang, de que el universo comenzó siendo muy caliente, hay tantas observaciones que no se puede negar. La pregunta es qué había antes de ese universo caliente. Ahí, la explicación usual es que hubo ese periodo de inflación. Pero no hemos medido tantas cosas como para estar completamente seguros. Es como si alguien encuentra un hueso grande. De ahí a decir que hubo dinosaurios y que tenían la cabeza así o asá, para eso hay que encontrar muchas más cosas. Por ahora sabemos que es un hueso, que es muy viejo y que no es de un perro, pero para decir que la Tierra estaba llena de estos bichos gigantescos nos faltan datos. Por eso queremos encontrar más cosas.

“El anuncio del primer eco del Big Bang fue una vergüenza”
(El pasado mes de marzo el equipo del telescopio BICEP2, liderado por Estados Unidos, dijo que había encontrado un patrón en el cielo producido por la rápida expansión del espacio sólo unas fracciones de segundo después del Big Bang.)

P. Usted fue muy crítico con los datos de BICEP2, el experimento de EE UU que anunció el primer eco del Big Bang, ¿qué detectaron realmente?

R. Yo fui una de las personas que propuso la existencia de los modos B [las señales que demostrarían la presencia de ondas gravitacionales]. Por eso estaba muy contento de que BICEP2 los hubiera descubierto. Pero no pasó un mes para que me diera cuenta de que los datos estaban contaminados por otras emisiones. Creo que esto ya está confirmado para toda la comunidad científica.La saga de BICEP 2 es una vergüenza. Lo peor es que el experimento es el mejor que tenemos por el momento. Claramente dominaban el campo y si hubieran hecho un estudio más conservador serían vistos hoy con gran admiración. En mi opinión hicieron algo que nos perjudica a todos. Perdimos credibilidad. Sin la evidencia suficiente salimos a decir pavadas, básicamente.

P. ¿Usted trabajó con ellos?

El instrumento BICEP2, en la Antártida

El instrumento BICEP2, en la Antártida / S.R./Harvard

R. No, pero los respetaba mucho. Y los respeto. Creo que es una muestra del mundo en el que vivimos hoy, en el que la presión por conseguir dinero y fama llegó hasta la astronomía. Que en astronomía nos guiemos tanto por la fama y los premios como para jugarte una reputación de tanto tiempo y echarla a perder en un minuto, no lo entiendo. Claramente no solo es su culpa. Cuando se anunció el resultado salió un vídeo en Youtube donde llamaban a la puerta de Andrei Linde, una especie de reality TV muy profesional hecho por el departamento de prensa de la Universidad de Stanford. También invitaron a todo el mundo a una conferencia de prensa en la Universidad de Harvard con los padres de la inflación, eso no lo hicieron los físicos, sino los departamentos de relaciones públicas. Es parte de la maquinaria que tienen las universidades para hacerse publicidad. Vivimos en ese contexto y es difícil decir: “no quiero hacer todo este circo”.

“La presión por conseguir dinero y fama ha llegado a la astronomía”

P. ¿Se dejaron llevar?

R. Sí. La ciencia se está dejando llevar por el espectáculo. Ahora hay premios de física que parecen la entrega de los Oscar. Por un lado puede pensar uno que es bueno que la ciencia sea reconocida. Es una forma de mirarlo. Pero por otra parte también influye la forma en la que anunciamos nuestros resultados, la forma en la que en definitiva se reparte el dinero y se contrata gente. No creo que sean cambios para bien. No creo que lo podamos cambiar, es como un tren que va en ese sentido y es muy difícil pararlo.

P. ¿Puede que después de todo parte de la señal sea genuina?

“Las posibilidades que tengo para hacer ciencia en EEUU no están en Argentina”

R. Lo que no pueden probar es que vieron ninguna cosa que no sea polvo. Dentro de esa señal puede haber un poco de ondas gravitacionales pero con los datos que tenemos no se puede saber. Harán falta otros experimentos.

P. En tiempos de crisis y elevado paro a veces es difícil explicar por qué hay que gastar miles de millones de euros en instrumentos científicos ¿Cómo lo ve usted?

R. Hay que ponerlo en contexto. Esas sumas de dinero parecen muy grandes, pero comparado con todo el presupuesto de un país es una cifra menor, muy menor. Es como cuando una familia se da un gusto y se va a comer fuera aunque las cosas estén mal. Lo lindo de la vida es ese tipo de cosas, no solo trabajar. Es lo mismo para la sociedad. La ciencia, el arte, es parte de lo increíble del ser humano, de las cosas que puede hacer.

P. ¿Quiere volver a Argentina a trabajar algún día?

R. No, es ridículo. Mi familia vive allí, pero las posibilidades que tengo para hacer ciencia en EE UU no están en Argentina. Y además en Argentina, desde que yo existo, desde que existen mis padres, no ha habido un periodo de ni siquiera 10 años en el que se haya comportado como un país razonable. Prefiero que mis hijos crezcan en un país donde tengan más oportunidades y no se tengan que estar preocupando de si todo explota o si sus ahorros desaparecen. No es un buen lugar para vivir Argentina.

P. Volviendo a la física, ¿cuál es su nuevo objetivo?

R. Yo soy teórico y siempre pensamos en cosas que los experimentales creen que no van a poder comprobar. Me interesan mucho los principios del universo, intentar entender lo que pasó. Una opción es mirar la radiación de fondo de microondas y otra es medir con más detalle las propiedades de otro fósil que quedó de la época de la inflación. Son las fluctuaciones tras el Big Bang que dieron origen a todas las estructuras que vemos en el universo, por ejemplo las galaxias. Si no encontramos las ondas gravitacionales, otra posibilidad es estudiar en más detalle propiedades más difíciles de medir que se llaman no gausianidades. Si queremos entender lo que pasó hay que encontrar más claves, más cosas que las que tenemos. En mi opinión no alcanza con lo que observamos para estar seguros de lo que pasó.

P. ¿Qué experimentos harían falta para detectar esos otros fósiles?

Presentados los primeros resultados de la Misión Planck, que revela nuevos datos sobre el origen del universo

“La misión Planck ha visto anomalías que algunos interpretan como multiversos”

R. La radiación de fondo usa dos dimensiones, es como una foto. Para tener más información necesitamos un mapa en tres dimensiones. Va a haber muchos nuevos experimentos que van en esta dirección. Por ejemplo mucha gente que quiere entender el tema de la energía oscura está haciendo este tipo de experimentos de medir la distribución de materia en el universo. Son telescopios que sacan fotos del cielo, encuentran todas las galaxias y dicen a qué distancia están. Pero para tener un mapa con gran volumen hacen falta telescopios grandes, más allá de la tecnología que tenemos hoy. Probablemente la próxima generación de este tipo de experimentos llegue donde Planck llegó con la radiación de fondo. Saber más nos llevará 20 años.

P. Una de las posibilidades de la inflación es que haya muchos universos ¿lo podremos confirmar algún día?

R. Tiene que quedar claro que esa es una especulación muy grande. Está fundamentada, pero tiene que ver con lo que pasó antes de la inflación. Son preguntas de las que no tenemos datos. Es muy difícil encontrar algo en nuestro universo que nos dé indicaciones de esto. Por eso parece una cosa más filosófica, que nunca sabrás si es verdad o no. Una posibilidad es que, si hay multiversos, estos sean como una burbuja en agua hirviendo. A veces las burbujas chocan y hacen una más grande. En este caso cada una es un universo. Si eso es así, si hemos chocado con otro universo, posiblemente se vean señales en la radiación de fondo, como círculos en el cielo, la intersección de la colisión de dos esferas. Los estuvimos buscando pero nadie los encontró. Planck ha visto anomalías que algunos interpretan como multiversos, pero estadísticamente no bastan, pueden deberse al azar.”

Hasta aquí la entrevista publicada que nos deja claro lo que siempre hemos comentado aquí: Sabemos menos de lo que creemos que sabemos. La Publicación original en el Diario el Pais no ha sido trastocada y sólo, para hacerlo más amena, me tomé la licencia de poner algunas imágenes relacionadas.

emilio silvera

Las escalas del Universo no son Humanas

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Los Matemáticos afirman que los Universos múltiples existen, y, si eso es así, coincide con algunas observaciones que han sido realizadas y que, de manera sorprendente, respaldan el resultado de la existencia de otros universos a partir del “borde” mismo del nuestro, y, además, es posible que, las grandes estructuras de estos universos (del más cercano), esté influenciando en el comportamiento del  nuestro que lo como si existiera más materia de la que realmente hay debido a que, “la fuerza de gravedad de esos universos” vecinos, incide de manera real en este Universo nuestro, y, si es así, la tan cacareada “materia oscura” podría ser el mayor fraude de la cosmología moderna.

A nuestro alrededor pasan muchas cosas a las que no prestamos atención

Inmersos en los problemas cotidianos prestamos poca atención a lo que pasa a nuestro alrededor, en la Naturaleza y, sólo cuando son fenómenos muy llamativos, inusuales, o, que nos ponen en peligro, ponemos nuestros cinco sentidos en el acontecimiento. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos estado más atentos, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la Naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.

La edad actual del universo visible ≈ 1060 tiempos de Planck

Tamaño actual del Universo visible ≈ 1060 longitudes de Planck

La masa actual del Universo visible ≈ 1060 masas de Planck

Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:

Densidad actual del universo visible ≈10-120 de la densidad de Planck

Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto

Temperatura actual del Universo visible ≈ 10-30 de la T. de Planck

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.

Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.

Pero, pese a la enorme edad del universo en “tics” de Tiempo de Planck,  hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.

¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme para el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas.

 

 

Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

La vida (creo), estará presente en muchos mundos que, al igual que la Tierra, ofrece las condiciones adecuadas

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra, habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la Luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución que tantos miles de millones de años le costó al Universo para poder plasmarla en una realidad que llamamos vida.

El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.

Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia.  El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al menos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso.

          Una atmósfera planetaria adecuada dará la opción de que evolucione la vida y se creen sociedades

La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la fotodisociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual.  Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.

Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.

A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.

“Las historias de ciencia ficción en las cuales se sugiere la existencia de seres vivos construidos de silicio en vez del carbono han proliferado desde hace varias décadas, por ejemplo, en los argumentos de muchas películas y series de TV. La idea no es nueva, pues esta se originó en 1891 (¡!), cuando Julio Sheiner escribió sobre la posibilidad de vida extraterrestre fundada en el Silicio.Biól. Nasif Nahle

Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo.

emilio silvera

Todo el Universo es una maravilla

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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La remanente de supernova Cassiopeia A que se encuentra a 11.000 años luz de distancia. La luz de la supernova Cass A, que es la muerte explosiva de una estrella masiva, alcanzó la Tierra por primera vez hace sólo 330 años. de desechos en expansión ocupa ahora unos 15 años luz en esta composición de rayos X y luz visible, mientras que la brillante fuente cerca del centro es una estrella de neutrones, los restos colapsados increíblemente densos del núcleo estelar. Aunque está suficientemente caliente emitir rayos X, la estrella de neutrones de Cass A se está enfriando. De hecho, los 10 de observación del observatorio de rayos X Chandra averiguó que la estrella de neutrones se enfrió tan rápido que los investigadores sospechan que gran del núcleo de dicha estrella está formando un superfluido de neutrones sin fricción. Los resultados del Chandra representan la primera evidencia observacional para este extraño estado de la materia. ( : X-ray: NASA/CXC /UNAM / Ioffe /.

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                                                                               El Cometa Tempel 1 desde la Sonda Stardust-NeXT

Ningún cometa se ha visitado antes dos veces. Por tanto, el paso sin precedente de la sonda Stardust-NeXT  cerca del Cometa Tempel 1 hace algún tiempo ya,  nos proporcionó a los humanos una oportunidad única de ver cómo cambia el núcleo de un cometa a lo largo del tiempo. Los cambios en el núcleo del Cometa Tempel 1 eran de particular interés porque el cometa fue golpeado por un objeto cuando pasaba la sonda Deep Impact  en 2005.  La fotografía superior es una imagen digitalmente ensalzada del Cometa Tempel 1 cerca de su máxima aproximación a la Stardust-NeXT.  Se pueden ver muchas características retratadas en 2005, como cráteres, grietas, y también áreas muy suaves. Sólo se pueden sacar unas pocas conclusiones,  pero en los próximos años los astrónomos especializados  en cometas y en el entendimiento del Sistema Solar se servirán de estas imágenes para buscar nuevas pistas de la composición del Cometa Tempel 1, como se encuentra el lugar del impacto del 2005, y como han evolucionado los principales accidentes del mismo.

Créditos: NASA, JPL-Caltech, Cornell

Se trata de estrellas contra montañas de gas en NGC 2174, y las estrellas van ganando. Más en concreto, la luz energética y los vientos las estrellas masivas de formación reciente están evaporando y dispersando las oscuras guarderías estelares en que se formaron. Las estructuras de NGC 2174  son en realidad mucho menos densas que el aire, y sólo aparecen como montañas debido a cantidades relativamente pequeñas de polvo opaco interestelar. NGC 2174 es una vista poco conocida en la constelación de Orión, que puede encontrarse con binoculares cerca de la cabeza del cazador celestial. Está a unos 6.400 años luz de distancia, y la brillante nube cósmica entera cubre una zona más grande que la de la Luna llena, además de rodear diversos cúmulos abiertos de estrellas jóvenes. La imagen superior tomada desde el Telescopio Espacial Hubble,  muestra una densa región interior que extiende apenas unos tres años luz adoptando una gasma de colores que muestra las emisiones de otra rojas del hidrógeno en tonos verdosos y resalta la emisión del azufre en rojo y el oxígeno en azul. En unos pocos millones de años, las estrellas probablemente ganarán de forma definitiva y toda la montaña de polvo será dispersada.

Créditos: ESA, Hubble, NASA

Como un barco surcando los mares cósmicos, la estrella fugitiva Zeta Ophiuchi produce el arco de onda o choque interestelar que se ve en este impresionante retrato infrarrojo la nave espacial WISE. En la vista en falso color, la azulada Zeta Oph, una estrella unas 20 veces más masiva que el sol, aparece cerca del centro de la imagen, moviéndose hacia la parte superior a 24 kilómetros por segundo. Su fuerte viento estelar la precede, comprimiento y calentando el polvoriento material interestelar y formando el frente de choque curvado. Alrededor hay nubes de material relativamente no afectado. ¿Qué mantiene a esta estrella en movimiento? Seguramente, Zeta Oph fue una vez miembro de un sistema estelar y su estrella compañera sería más masiva y por tanto de vida más corta. Cuando la compañera explotó como supernova catastróficamente, perdiendo masa, Zeta Oph fue arrjada fuera del sistema. Situada a unos 460 años luz de distancia, Zeta Oph es unas 65.000 veces más luminosa que el sol y podría ser una de las estrellas más brillantes del cielo si no estuviese rodeada de polvo oscuro. La imagen de la WISE abarca sobre 1,5 grados o 12 años luz a la distancia estimada de Zeta Ophiuchi.

Créditos: NASA, JPL-Caltech,WISE Team

Aunque la fase de esta luna podría parecernos familiar, la luna como tal no lo es. De hecho, esta fase gibosa muestra parte de la luna de Júpiter llamada Europa.  La sonda robótica Galileo capturó  esta Imagen en mosaico durante su misión orbital en Júpiter entre 1995 y 2003. Se pueden ver planicies de hielo brillante, grietas  que llegan hasta el horizonte, y oscuros boquetes que probablemente contentan tanto hielo como suciedad. El terreno elevado es casi un hecho cerca del terminador, donde empieza la sombra. Europa  es casi del mismo tamaño que nuestra luna,  pero mucho menos abrupta, mostrando muy pocas altiplanicies o cráteres de impacto. Pruebas e imágenes de la sonda Galileo indican que pueden existir océanos océanos líquidos debajo de su helada superficie. Para poder especular de que estos mares pudieran contener alguna de vida, la ESA ha empezado ya el desarrollo de la Jovian Europa Orbitert,  una sonda que orbitará Europa. Si la capa helada es suficientemente delgada, una misión en el futuro podría soltar hidro robots en los océanos para buscar vida.

Créditos: Galileo Project,JPL,NASA;reprocessed by Ted Stryk

M78 no se está escondiendo realmente en el cielo nocturno del planeta Tierra. Situada a unos 1.600 años luz de distancia y ubicada en la rica en nebulosas constelación de Orión, la grande y brillante nebulosa de reflexión, es bien conocida para los observadores del cielo con telescopio. Pero esta espléndida imagen de M78 fue seleccionada como ganadora de la competición de astrofotografía Tesoros ocultos 2010.  Celebrada por el European Southern Observatory (ESO), la competición retó a astrónomos aficionados a procesar del archivo astronómico del ESO para buscar gemas cósmicas ocultas. La Imagen ganadora muestra increíbles detalles dentro de la azulada  M78 (centro) abrazada por nubes de polvo oscuras, junto con otra nebulosa de reflexión más pequeña de la región, NGC 2071 (arriba). La recientemente descubierta Nebulosa McNeil,  amarillenta e incluso más compacta, llama la atención en la parte inferior a la derecha del centro. Basada en datos de la cámara WFI del ESO y el telescopio de 2,2 metros de La Silla en  Chile, esta imagen se extiende alrededor de apenas 0,5 grados en el cielo. Eso se corresponde con 15 años luz a la distancia estimada de M78.

Créditos: ESO /Igor Chekalin

¿Qué está causando las pintorescas ondas del remanente de supernova SNR 0509-67.5? Las ondas, así la más grande nebulosa, fueron captadas con un detalle sin precedentes por el Telescopio Espacial Hubble en 2006 y otra vez a finales del año pasado. El color rojo fue recodificado por un un filtro del Hubble que dejó solamente la luz emitida por hidrógeno energético. La razón específica de las ondas sigue siendo desconocida, con dos hipótesis consideradas para su origen que las relacionan con porciones relativamente densas de gas expulsado o impactado. La razón del anillo brillante rojo más ancho está más clara, su velocidad de expansión y ecos de luz lo relacionan con una clásica explosión de supernova del Ia que ha debido ocurrir hace unos 400 años. SNR 0509 se extiende actualmente unos 23  años luz y se encuentra a unos 160.000 años luz de distancia hacia la constelación del Dorado-delfin (Dorado) en la Gran Nube de Magallanes.  Sin embargo, el anillo en expansión tiene también otro gran misterio: ¿Por qué su supernova no fue vista hace 400 años, cuando la luz del estallido inicial debió alcanzar la Tierra?

Créditos: NASA,ESA, y theHubble Heritage Team(STScI/AURA); Acknowledgment: J. Hughes(Rutgers U.

Alnitak, Alnilam y Mintaka son las brillantes estrellas azuladas desde el este al oeste (izquierda a derecha) a lo largo de la diagonal de esta maravillosa vista cósmica. Conocidas también como el Cinturón de Orión,  estas tres estrellas supergigantes azules son más calientes y mucho más masivas que el Sol. Se encuentran a alrededor de 1.500 años luz de distancia, nacidas de las bien estudiadas nubles interestelares de Orión. De hecho, las nubes de gas y polvo a la deriva en esta región tienen curiosas y algo sorprendentemente familiares apariencias, como la oscura nebulosa Cabeza de Caballoy la nebulosa de la Llama,  cerca de Alnitak en la parte inferior izquierda. La propia famosa nebulosa de Orión se sitúa fuera de la parte inferior de este colorido campo estelar. Grabado el pasado Diciembre con una cámara digital SLR modificada y un pequeño telescopio, el bien planeado mosaico de dos fotogramas  se extiende alrededor de 4 en el cielo.
Créditos.

Alrededor de estas estrellas siempre surgieron muchas historias: “Todo comienza en la constelación de Orión que posee entre sus más importantes estrellas a Betelgeuse, Rigel, Bellatriz, Almitak, Almilan, Mintaka, Saiph, Meissa, Tabit, Atiza y Eta Orionis; siendo Betelgeuse el lugar de partida de la historia. Betelgeuse esta situada en lo que llamaríamos el hombro derecho de Orión. Posee un diámetro aproximado de 450 millones de kilómetros. Si la colocáramos en el centro de nuestro sol, su radio abarcaría a Mercurio, Venus y la Tierra. Se encuentra a 310 años luz de nuestro sistema y está en  vía de extinción  convirtiéndose poco a poco en una estrella súpergigante roja.  Ella posee 33 planetas de alta vibración y ellos se manejan muchos designios que ocurren en el orden de los pléyades. Sus habitantes son amorosos, bondadosos, pero igualmente guerreros y en uno de esos planetas habita el señor EO disfrutando de todo el amor de la creación compuesto por la luz, la energía, y la fuerza.

En esta hermosa naturaleza “muerta” celeste compuesta con un pincel cósmico, la nebulosa polvorienta NGC 2170 brilla en la parte superior izquierda. Reflejando la luz de las cercanas estrellas calientes, NGC 2170 está unida  a otras nebulosas de reflexión azuladas, una región compacta de emisión roja y serpentinas de polvo oscuro contra un telón de fondo de estrellas. Al igual que los pintores de naturalezas muertashabituales en el hogar a menudo escogen sus temas, las nubes de gas, el polvo y las estrellas calientes fotografiadas aquí son también comúnmente encontradas en este escenario; una masiva nubes moleculares de formación estelar en la constelación Monoceros. molecular gigante gigante, Mon R2, está impresionantemente cercana, estimándose  en solo 2 400 años luz de distancia más o menos. A esa distancia, este lienzo tendría 15 años luz de diámetro.

En lo único que difiero de la traducción que han hecho es, en la calificación de “naturaleza muerta”, ya que, nunca podríamos contemplar nada más “vivo” que lo que arriba se nos muestra. Siempre cambiante y en actividad lograr los elementos complejos de la vida.

Una de las galaxias más brillantes en el cielo del planeta Tierra y de un tamaño semejante a la Vía Láctea,  la espiral M81,  grande y hermosa, se encuentra a 11,8 millones de años luz de distancia en la constelación meridional de Ursa Major (Osa Mayor). Esta imagen intensa  de la zona revela detalles del brillante núcleo amarillo, pero al mismo tiempo sigue características más tenues a lo largo de los espléndidos brazos espirales azules y los corredores que barren el polvo. También sigue el detalle en arco, de gran extensión, denominado bucle de Arp, que parece elevarse el disco galáctico, a la derecha. Estudiado en los 60 del siglo pasado, se ha pensado que el bucle de Arp era una cola de marea material retirado de M81 por la interacción gravitacional con su gran galaxia vecina M82. Pero una investigación reciente demuestra que gran parte del bucle de Arp posiblemente se encuentra en nuestra propia galaxia. Los colores del bucle en luz visible e infrarroja coinciden con los colores de las nubes de polvo dominantes,  cirros galácticos relativamente inexplorados  solo unos pocos centenares de años luz por encima del plano de la Vía Láctea. Junto con las estrellas de la Vía Láctea, las nubes de polvo se localizan en el primer plano de esta destacada imagen. La galaxia enana compañera de M81, Holmberg IX,  puede ser vista justo por encima y a la izquierda de la gran espiral.

Objetos el que arriba podemos contemplar, galaxias espirales, son como entes vivos y generan entropía negativa que hace posible la regeneración del Universo a través de los sistemas dinámicos de destrucción-construcción, es decir, algo muere que algo surja a la vida. Esa es la Ley que impera en todo nuestro Universo.

¿Qué veríamos si fuésemos directo un Agujero Negro? Lo cierto es que, como nadie estuvo nunca en tal situación, lo único que podemos hacer es especular y hacer una y otra vez las ecuaciones de los distintos momentos que se podrían producir en un viaje de tal calibre en el que, a medida que nos acercamos al agujero y pasamos esa línea prohíbida del horizonte de suscesos, en algún momento tendríamos la sensación de que el tiempo se detendría, y, también sentiríamos que nuestros cuerpos sufrirían el efecto spaghetti, es decir, a medida que vamos hacia la singularidad, la masa de nuestros cuerpos se verán estiradas hacia ese lugar del que no se vuelve. Algunos ilusos, hablan de que, si la nave atravieda el agujero por el mismo centro, se saldría por otro “universo”, es decir, sería un viaje alucinante hacia lo desconocido.


La preguntita para finalizar el reportaje, tiene su guasa, y, desde luego, considerando que el agujero negro contiene el más denso de la materia que en el Universo pueda existir, la respuesta no resulta nada fácil, toda vez que, aunque nadie estuvo allí nunca para poder regresar y contarnos sus impresiones, lo cierto es que, según todos los indicios, la irresistible fuerza de Gravedad que emana del Agujero Negro, tiraría de nosotros con tal fuerza que nos espaguetizaría primero y pulverizaría después.

Mejor no pasarse por allí, por si acaso.

emilio silvera