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Sí, el Universo se expande y… ¡Nuestras Mentes también!
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo y los pensamientos ~ Comments (15)
Muchas veces, como el balbuceo de un niño, hablamos de cosas que no entendemos, es simplemente una maraña de ideas que nos ronda por la Mente y, nosotros, osados como siempre, decimos lo que se nos ocurre sobre ellas, y, lo sorprendente es, que a veces, hasta acertamos.
Avanzando con paso lento, un camino lleno de tropiezos y algún que otro acierto, juntando cabos, unificando conceptos, teorizando después de observar y estudiar profundamente los problemas, pidimos construir algunos Modelos que (más o menos) reflejaban la realidad del “mundo”.
Está claro que todo eso ha sido posible por el SER que llevamos dentro, por la Mente que nos hace pensar y generar ideas y pensamientos,
Actualmente, y pese a las críticas que ha recibido la metafísica a lo largo del pasado siglo, la disciplina no ha desaparecido de la investigación filosófica que denuncia, precisamente, el “olvido del ser” que, a favor del “ente”, había caracterizado a la metafísica tradicional. Claro que no todos pensaban de la misma manera y, la metafísica para ellos, era sólo una ficción.
De todas las maneras hay que reconocer que el proyecto siempre ha estado abierto y también inconcluso y, sitúa al SER humano, en el centro de la reflexión metafísica. Somos tan complejos que, ni nosotros mismos podemos explicar quiénes somos.´
Producto del Universo, su parte que piensa (como probablemente otras muchas criaturas)
Todas las reflexiones y pensamientos sobre este tema son buenos y, mucho o poco, ayudan a seguir avanzando en la dirección correcta y con un solo proyecto: llegar a conocernos, porque….. ¿Quiénes somos? ¿Por qué precisamente nosotros? ¿Por qué ahora? ¿Cuál es nuestro verdadero origen? ¿Hacia donde vamos? ¿Tenemos acaso un destino predeterminado?
Sí, me gustaría poder responder a tales preguntas, sin embargo, mi limitación e ignorancia es… ¡Infinita y metafísica!
Me gustaría saber como me he metido en éste embrollo de la metafísica, campo que no es el mío y del que puedo hablar de oídas, pero, como dije antes, ¡Somos tan osados!
Se dice que:
“… Nuestro ADN funciona como una antena de comunicación a nivel cuántico que rompería las barreras del espacio y del tiempo lo que confirmaría la visión holística de un ser humano interrelacionado con todo y con todos. La oscilación vibratoria de nuestro ADN puede causar patrones de perturbación en el vacío produciendo así agujeros de gusano magnetizados.”
Todo esto nos lleva a pensar en…
Esa sustancia espiritual e inmortal que es capaz de entender, de sufrir y querer, de sentir y de informar al cuerpo humano del que se vale para ir y venir, ese espíritu digo, tiene mucha complejidad, y, su capacidad aún dormido, juega con los conceptos y trata de desvelar lo que subyace dentro de ella, y, al decir ella, me refiero al Alma, y, al decir Alma me refiero a nuestro cerebro, nuestro saber, nuestros sensores.
Desde niño fui un tipo curioso, todo me interesaba. Es posible, no lo sé, que parte importante de mi comportamiento sea debido a que, cuando tenía dos años, quedé impedido de mi pierna izquierda, y. aquello que me restaba posibilidades físicas, me empujó a refugiarme más tarde, en la lectura y en el yo interior, he tenido una vida interior muy potente que, estoy seguro, fortaleció mis sentidos y mi mente.
¿El Rey Argantonio?
Una manera de competir con los demás (para no ser menos), era la de saber más, era una forma de imponer mi criterio sobre el de los otros que, de alguna manera, se sometían a ese mayor saber. Bien temprano aprendía que el conocimiento es “poder” … En aquel contexto de cierta manera.
Recuerdo, aquellas noches de verano, en que todos los niños de mi calle y de las limítrofes, sentados en la acera a mí alrededor, me oían contar historias de Argantonio, aquel rey Tartessos y les hablaba del mito de Gerión o del décimo trabajo de Hércules, localizado en nuestra zona que era, para los griegos el fin de occidente. Les hablaba de leyendas y mitos relativos al Jardín de los Hespérides o del undécimo trabajo de Hércules, el de Atlas, Prometeo y los Titanes, así como de la leyenda de la Atlántida.
Si la Historia es interesante prestarán atención
Es curioso como puedo ver nítidamente en mi mente, sus caras de asombro a medida que mi voz les relataba aquellas historias.
Los escenarios de mi niñez… ¡Ya no existen! Arriba Plaza de las Monjas, Paseo de Santa Fe, la calle Concepción, el Muelle de Levante, el Muelle del Tinto, la calle Fernando el Católico en la que nací y sigo viviendo.
Hace un año me encontré con Matías Álvarez, uno de aquellos niños que escuchaban embelezados mis historias. Es Ingeniero Industrial superior que ejerce fuera de Huelva, por donde se deja caer cuando puede para visitar a su hermana Remedios.
Después de los abrazos y saludos (hacía más de 20 años que no nos veíamos), me recordaba:
“A mis hijos les he contado muchas veces las mismas historias que tú nos contaba a los niños del barrio. Nunca he olvidado al monarca Argantonio, y todas aquellas tradiciones de carácter histórico recogidas por Estesícoro (raíces argénteas del río Tartessos) Anacreonte (longevidad de su monarca Argantonio), Hecateo (Habla de una tal Hlibyrge, ciudad de Tartessos), Herodoto (Tartessos como emporio de gran riqueza más allá de las Columnas de Hércules, así como de relaciones con los focenses), Eforo, Aristófanes, Estrabón (Tartessos como ciudad, río, región y centro de concentración de metales) y Avieno, que ofrece la más abundante información de índole geográfica. La ciudad llamada Tartessos esta identificada por aquí, cerca de lo que hoy es Huelva.”
En la Punta del Sebo, donde se erige el monumento a Colón, tenía la gente humilde de Huelva su playa a 5 Km. de la ciudad y se llegaba en un viejo tren.
Algunos paisajes del trayecto
Aquellos recuerdos de cuando éramos niños fue algo estimulante, y, sobre todo, comprobé que, aquellas interminables charlas, sentados en el suelo en el calor de las noches de verano, con el botijo cerca, al parecer, no habían caído en el vacío, algunos las recordaban.
Por aquella época, mi voracidad lectora era inmensa. Creía firmemente que Tartessos estaba en Huelva y que el Jardín de las Hespérides estaba situado en lo que hoy conocemos como Isla Saltés. Esa fue la conclusión a la que llegué después de leer todo lo que encontré sobre el tema. Hasta las insinuaciones de Homero, sitúan Tartessos en Hueva. ¿Sabéis que en el centro de la Isla Saltes existen unas ruinas de un templo de Artemisa?
De nuevo me he desviado para contaros una batallita de mi juventud, perdonad, seguiré con temas más interesantes para el lector. ¡AH! También les contaba otras historias inventadas sobre la marcha en la que ellos eran los personajes. Esas les gustaban más que las de verdad, ya que, por mi parte, procuraba que todos, en uno u otro momento, fueran héroes en alguna de las muchas empresas difíciles que introducía en esas historias ¡Qué cosas! ¡Que gente! ¡Qué tiempo!
De alguna manera les hacía olvidar el hambre que tenían procurando llevarlos a mi mundo particular de ficción que, al menos por unas horas se les hacia olvidar el hambre y otras calamidades-
En aquella época, ¡Lastima!, no tenía los conocimientos necesarios para haberles hablado de Física y Astronomía, seguro que les habría gustado y habrían aprendido algunas cosas. Pero a esa edad, todos preferían la aventura y el misterio, yo también. Era la edad.
Antes de que lo olvide:
Cuando publiqué por primera vez este trabajo, también daba la noticia de la inauguración del Gran Telescopio de Canarias que, a estas alturas, nos ha ofrecido muchos de sus logros para que conozcamos mejor el Universo. Entonces decía:
“Erguido en el punto más alto de la isla canaria de La Palma, por encima del mar de nubes y envuelto en la cristalina atmósfera que proporcionan los vientos aliseos, el Gran Telescopio de Canarias (GTC) está a punto de ver su primera luz el próximo 13 de julio (el pasado año). El observatorio, que será una de las más importantes instalaciones científicas españolas, recibirá así su bautizo astronómico y podrá mirar al cielo por primera vez, pese a que no se espera que funcione a pleno rendimiento hasta dentro de un año.
Su construcción por segmentos, inspirada en los también gigantes telescopios de Hawai, conocidos por keck, facilita su manejo y traslado por carretera. Está hecho de un material llamado Zerodur (vitrocerámica) y han sido construidas por una compañía alemana.
Gracias a la calidad de imagen extraordinariamente alta, los astrónomos podrán estudiar otros sistemas planetarios lejanos. Schott ha fabricado 42 espejos hexagonales (36 más 6 de repuesto) realizados en cristal cerámico aluminizado.
¡SUERTE!”
La nebulosa ‘Sharpless 2-106‘, con forma de reloj de arena
“La imagen del nacimiento de una estrella fue elegida como ‘Imagen astronómica del día‘ por la NASA el pasado 7 de noviembre. Esta astrofotografía fue tomada por el mayor telescopio óptico-infrarrojo del mundo, el Gran Telescopio Canarias (GTC) y OSIRIS, situado en el Observatorio del Roque de Los Muchachos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), en La Palma.”
El objeto descubierto, Swift J1822.31606, se halla a unos 16.300 años luz de la Tierra, en la constelación de Sagitario, y cuenta con más de medio millón de años de antigüedad. Es una estrella muerta que se convirtió en un magnetar. De hecho, si la estrella de origen hubiese sido más masiva, ahí moraría un agujero negro.
Alguien de la Real Sociedad Española de Física que, habitualmente, lee mis libretas, me comentó:
“Lo que encuentro ameno y divertido es el enfoque que le das a las cuestiones que estás tratando, y, la manera tan original que tienes de contarlo.”
Son más de los que podemos imaginar en cualquier galaxia
“También me resulta curioso el ver como tratas temas dispares entre sí, y como los planteas y la vida de manera que, en realidad, no parecen tan dispares y dan la sensación de estar conectados del alguna manera. Por otra parte, los haces fáciles de entender cuando, en realidad, son temas complejos.”
Esto me decía mi amigo en su última carta, en la que me felicita por “Los misterios de la Tierra”. Yo, sinceramente, agradezco a mis lectores (en realidad un grupo de amigos parciales en sus diagnósticos sobre mis trabajos), el hecho de que, al menos por amistad, resalten lo que escribo, de alguna manera me incentivan para seguir.
Si queréis saber de esas libretas manuscritas por mí en algunas empiezo diciendo:
Esta web está pensada con el único objetivo de divulgar la Ciencia, principalmente la Física y la Cosmología, sin despreciar otras ramas del saber.
Aquí se incluyen algunos de los trabajos que de su forma original, en libretas manuscritas, han sido transcritos a CD para poder ofrecerlos al público en general y, en particular, a quien se pueda interesar.
El Autor no se limita a hablarnos de física o cosmología, sino que enlaza estos conocimientos con lo cotidiano, relaciona el universo, sus fuerzas fundamentales, las Constantes de la Naturaleza, el tiempo y el espacio, con la materia viva o “inerte”, de tal manera que todo está relacionado y se demuestra que nuestras mentes, al igual que el universo mismo, no deja de expandirse.
El ansia de adquirir conocimientos, la curiosidad por saber el por qué de las cosas que ocurren a nuestro alrededor, del comportamiento de la Naturaleza y las fuerzas que la rigen, es un motor que tiene una fuente inagotable de energía; la Mente.
Así hemos llegado a ser conscientes de SER.
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
- ¿Qué entendemos por Big Bang?
- Sobre el Modelo Estándar de la Física. ¡El átomo!
- 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
- 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.
De esta manera, y con esta serie de trabajos sobre física, cosmología y referidos a otros conocimientos del saber, se trata de divulgar cuestiones que todos deberían conocer, tales como: ¿hay un solo Universo?, ¿por qué se curva el espacio en presencia de grandes masas como planetas o estrellas?, ¿es posible ralentizar el tiempo si viajamos a velocidades cercanas a la de la luz?, ¿Qué es el Modelo Estándar de la Física?, ¿Qué son los ladrillos de la materia?, ¿Qué y cuántas son las Fuerzas Fundamentales de la Naturaleza?, ¿tendrá fin el Universo?, ¿Qué es una estrella supermasiva, cómo nace, cómo vive, en qué se convierte cuando llega a su final?, ¿Dónde se fabricó la materia de la que estamos hecho todos nosotros?
Estas y muchísimas preguntas más han sido contestadas en las Libretas. También en las Libretas formulamos preguntas que aún nadie sabe contestar.
Desde aquí alentamos a todos a que entren en este mundo mágico y conozcan las maravillas presentes en el universo, que a todos nos acoge, sin embargo, muy pocos las conocen. ¡Es una pena!
Con el mismo objetivo de divulgar la Física, el titular de esta página web constituyó la Asociación Cultural “Amigos de la Física 137 e/hc”, mediante la cual se trata de aglutinar a personas enamoradas de la Física y la Cosmología (interesadas en conocer, en obtener respuestas de cuestiones que, para ellos, permanecen en el misterio), con la única meta de hacer llegar, a cuantos más mejor, trabajos y comentarios de física y otros temas de interés que les lleve a conocer este mundo en el que vivimos, las fuerzas que lo rigen y el entorno cosmológico al que pertenece.
Todo ello, sin ánimo de lucro y, en la medida de nuestras posibilidades (incluso con aportaciones personales), para conseguir que algunas personas tengan el libre acceso a conocimientos de los que carecen. En este mundo y su entorno, además de fútbol y falsos héroes, también existen otras cosas que, desde luego, todos deberían conocer, al menos tener una somera idea de las cuestiones importantes. No somos animales irracionales, y (aunque aún nos encontramos en el proceso de humanización), nuestra obligación es demostrarlo.
Ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo y ecuación de campo de la Relatividad general. De esta manera, y con esta serie de trabajos sobre física, cosmología y referidos a otros conocimientos del saber, se trata de divulgar cuestiones que todos deberían conocer, tales como: ¿hay un solo Universo?, ¿por qué se curva el espacio en presencia de grandes masas como planetas o estrellas?, ¿es posible ralentizar el tiempo si viajamos a velocidades cercanas a la de la luz?, ¿qué es el Modelo Estándar de la Física?, ¿Qué son los ladrillos de la materia?, ¿Qué y cuántas son las Fuerzas Fundamentales de la Naturaleza?, ¿tendrá fin el Universo?, ¿Qué es una estrella súper-masiva, cómo nace, cómo vive, en qué se convierte cuando llega a su final?, ¿Dónde se fabricó la materia de la que estamos hechos todos nosotros?
En realidad, el expresar en un papel en blanco los pensamientos que fluyen en mi cabeza, es una necesidad que me sirve como ejercicio de relajación y, de camino, repaso y estoy aprendiendo cosas nuevas. Como decía Popper: “Cuanto más profundizo y más consciente soy de las cosas, mucho más conciencia tengo de lo poco que se. Mi conocimiento es limitado, mientras que, mi ignorancia es infinita”.
Reconozco que soy inquieto, en una consulta del médico, cuando me marcho, es fácil que deje emborronadas las revistas y sus hojas con huecos en blanco con múltiples ecuaciones de física y deje ideas de mecánica cuántica o relatividad general. El que llegue detrás de mí y eche un vistazo a lo escrito, no me extraña que para si mismo se pregunté. “De qué habla éste”.
Pero la mayoría de las veces tengo ideas que me gustaría comentar con otras personas que entiendan estas inquietudes del Ser, del Universo, de la materia o del espacio-tiempo, y sin embargo, no encuentro ninguna a mi lado, así que he terminado acostumbrándome a una charla conmigo mismo con el bolígrafo y el papel a mano, así al menos, no se pierde todo lo que pasa por mi cabeza.
Se puede apreciar en la anterior gráfica de resonancia como la neurocientífica nos muestra la evolución de la zona del córtex según la edad, desde la primera infancia va evolucionando y no se detiene dentro de la escala evolutiva. Explica que el neo-cortex nos capacita para adquirir conocimientos, desarrollar sociedades, culturas y tecnologías.
El conocimiento es tener noción de saber, es inteligencia. El problema filosófico de las cuestiones relacionadas con el conocimiento, a veces, si implica la Mente… Estarán en el campo de la Metafísica.
Conocimiento, es decir, la forma del conocimiento de la realidad, las posibilidades existentes de que ese conocimiento responda exactamente a lo que ésta es en sí, etc, no constituyó una preocupación fundamental para los filósofos hasta la llegada de Kant que, en el S.XVIII, suscitó en gran escala estas dificultades. Con anterioridad a Kant, el problema se reducía al sujeto que conoce y objeto conocido, se fijaban fundamentalmente en el segundo de ellas, y la filosofía moderna, por el contrario, está centrada en el sujeto cognoscente.
Se mide la inteligencia del individuo por la cantidad de incertidumbres que es capaz de soportar.
Todo nuestro conocimiento comienza con los sentidos, a continuación, procede a la comprensión, y termina con la razón. No hay nada más alto que la razón.
La inquietud por este problema comienza con Descartes, Leibniz, Locke, Berkeley, Hume que influyó decisivamente en Kant en quien el problema a esta cuestión, como ya he comentado antes, en alguna parte de este mismo trabajo, la formulo así: todo conocimiento arrana o nace de nuestras experiencias sensoriales, es decir, los datos que nos suministran nuestros cinco sentidos, pero no todo en él procede de estos datos. Dicho de otra manera, hay en nosotros dos fuentes o potencias distintas que nos capacitan para conocer, y son la sensibilidad (los sentidos) y el entendimiento o inteligencia. Esta no puede elaborar ninguna idea sin los sentidos, pero también estos son inútiles sin la ayuda del entendimiento, es como un conjunto simétrico, algo perfectamente acoplado para formar un todo.
Me viene a la memoria en este punto, la explicación que me dio una vez, mi hija María, cuando por curiosidad le pregunté: ¿Qué es el contrapunto?
“Es la concordancia armónica de dos o más veces cada una con su línea melódica, de cuya superposición resulta la armonía de la obra musical.”
Se aplica además el arte de conducir las voces con cierta independencia, sin incurrir en falta contra las reglas de la armonía. El contrapunto severo se atiene estrictamente a ellas, mientras que el libre admite cierta soltura, siempre que no incurra en desarmonía y cacofonía. En el doble las voces pueden ser intercambiadas. Los métodos empleados son la imitación de un motivo, el canon y la fuga, y estos últimos son complicados entre lanzamientos del motivo de la melodía.
La palabra contrapunto la utilizó por primera vez Philippe de Vitro, teórico del siglo XIV.
Mi hija María es Pianista y Clavecinista titulada en el Real Conservatorio de Música de Madrid, entre otros logros podríamos nombrar su pertenencia a la Orquesta joven de España (JONDE) dirigida por el maestro Barenboim. Es licenciada en Pedagogía musical por el R.C.M.S,
Mi hija María obtuvo el título de pianista profesional en el Conservatorio de Huelva, y, se trasladó a Madrid, donde el en R.C.M., finalizó los estudios de Clavecinista y Pedagogía Musical. Es profesora y Concertista.
El contrapunto es la técnica compositiva por la cual, sobre una melodía dada, se construye un conjunto de una o varias contramelodías o contrapuntos, consiguiendo que, finalmente todo sea un conjunto armonioso.
Aunque mis intereses están en la física y otras ramas del conocimiento, de vez en cuando, recurro a María para preguntarle algunas cuestiones bajo el punto de vista musical que, no en pocas ocasiones, coincide con temas científicos. Acordáos de Pitágoras y…
La respuesta que me dio sobre el contrapunto es aplicable a un sin fin de cuestiones y problemas científicos y cotidianos: buscar la armonía en la diferencia.
Diferente pero armónico en su conjunto
Podríamos aplicar el arte de combinar los sonidos de las voces humanas o los instrumentos, o de unos y otros a la vez para causar un efecto estético, a nuestra vida social y sobre todo a la política, procurando que unos y otros, voces discordantes y pensamientos distintos, guiados por una regla de ética y moral, pudieran reflejar un comportamiento estético, y, además, que fuese práctico para conseguir un bien “armónico común”. Si nos fijamos en la Naturaleza y supiéramos copiarla…
Pero sigamos con el tema: La música enaltece al ser humano, no eleva y nos hace mejores, una música que nos llega y es capaz de despertar nuestros sentimientos, nos puede transportar muy lejos, allí donde encontraremos el amor y la felicidad que, en este mundo nuestro, está escondida.
El término procede del griego mousiké a través de la adaptación latina música. En el mundo griego se designaban con este nombre todas las ramas del arte que eran presididas por las Musas. Pitágoras fue el teórico musical más importante de la Antigüedad.
Formuló el concepto de armonía y a partir de sus análisis sobre la naturaleza del sonido se creó el cálculo pitagórico de intervalos y las escalas modales, cuya importancia fue decisiva en el desarrollo de la música medieval.
Los principios teóricos de los griegos se transmitieron a la música litúrgica cristiana a través de autores como san Agustín, Boecio y Casiodoro. Durante los primeros siglos del cristianismo, la música se circunscribió al ámbito religioso, concretamente al canto litúrgico, cuyo fundamento está constituido por la síntesis entre el sistema modal griego y ciertas influencias de la tradición judía.
Como veo que esto se me va de las manos y puedo terminar este trabajo escribiendo una historia de la música, mejor lo dejo y me dedico a lo que en realidad me debo: El pensamiento, el saber, la inteligencia, la mente, el “universo” de lo sensorial.
emilio silvera
Ene
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¿Asombrarnos? ¡Tenemos tantos motivos!
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo y los pensamientos ~ Comments (0)
Comencemos diciendo que el universo es grande. Se estima que si miramos en cualquier dirección sus regiones visibles más lejanas se encuentran a unos 46.000 millones de años luz de distancia. Eso supone tener un diámetro de 540 sextillones de millas (o 54 seguido de 22 ceros).
Ecuaciones que cambiaron todo hacia una nueva cosmología
Desde el siglo XX, sin embargo, la Mecánica cuántica y la Física relativista han sido cada vez más importantes; el desarrollo de la Física moderna ha estado acompañado del estudio de la Física atómica, Física nuclear y Física de partículas, molecular…
La Física de cuerpos astronómicos y sus interacciones recibe el nombre de Astrofísica, la Física de la Tierra, recibe la denominación de Geofísica, y el estudio de los aspectos Físicos de la Biología se denomina Biofísica. Tenemos que concluir que sin la Física, no sabríamos cómo es el universo que nos acoge y el por qué del comportamiento de la materia-energía que en él está presente.
En el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, Cockcroft y Walton construyeron este acelerador de 500 kilovolts en 1932.
La versi�n moderna de un acelerador Cockcroft-Walton se usa hoy en el Fermilab como un pre-acelerador.
El acelerador de 2.7 MeV desarrollo por Robert Van de Graaff e instalado en el instituto Tecnol�gico de Massachusetts en 1937.
Acelerador electrost�tico de 2 MeV tipo Van de Graaff perteneciente al Instituto de F�sica de la Universidad Nacional Aut�noma de M�xico desde 1952.
Fuente de iones del acelerador de 5.5 MeV instalado recientemente en el Instituto de F�sica de la UNAM.
Laboratorio del acelerador Tandem Van de Graaff del Centro Nuclear Nacional en Salazar, Estado de M�xico.
El acelerador lineal de Stanford, que tiene una longitud de 3.2 Kil�metros, puede producir electrones y protones de energ�a muy alta. En la parte derecha inferior de la fotograf�a se ve un anillo de almacenamiento, el SPEAR, que tiene unos 75 metros de di�metro.
El tunel del acelerador Tevatr�n de Fermilab, uno de los laboratorios nacionales de Estados Unidos, tiene una circunferencia de 6.3 Kil�metros. En la fotograf�a se ven los imanes superconductores que permiten desviar el haz de protones.
Gr�fica de Livingston, en la que se muestra como han crecido de manera exponencial los aceleradores de part�culas entre 1930 y 1980.
Tenemos que reconocer que aquellos primeros pasos nos han traído hasta el momento actual del LHC
Gracias a los aceleradores de partículas hemos podido llegar muy lejos hacia atrás en el tiempo para poder saber sobre cómo se pudo formar y, “suponer” cómo pudo surgir. Cuando llegamos a los 10-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las condiciones cósmicas son poco conocidas. Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electrodébil y las fuertes. Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.
Aún no había Carbono que se produciría mucho más tarde, en las estrellas, mediante el efecto triple alfa. El proceso triple alfa es el proceso por el cual tres núcleos de helio (partículas alfa) se transforman en un núcleo de carbono. Esta reacción nuclear de fusión solo ocurre a velocidades apreciables a temperaturas por encima de 100 000 000 kelvin y en núcleos estelares con una gran abundancia de helio.
En el universo tempranop la primera materia (hidrógeno y Helio) era llevada por la fuerza de gravedad a conformarse en grandes conglomerados de gas y polvo que inter-accionaba, producían calor y formaron las primeras estrellas a los doscientos años del comienzo del tiempo y, sus cúmulos y aglomerados se convirtieron en las primeras galaxias que, tampoco sabemos a ciencia cierta, que mecanismos pudieron seguir para formarse.
Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 13.700 y 15.000 millones de años, cuando la perfecta simetría -que se pensaba, caracterizó el Universo-, se hizo añicos para dar lugar a las simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que ahora, sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.
En cosmología, la época de Planck es el universo más temprano, el período de tiempo en la historia entre cero y 10−43 segundos (un tiempo de Planck), durante el cual las cuatro fuerzas fundamentales (interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria) están …
Realmente, carecemos de una teoría que nos explique lo que pasó en aquellos primeros momentos y, hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo temprano. Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10-43 de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada. Del otro lado de esa puerta está la época de Planck, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.
Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación, es decir, una teoría cuántica-gravitatoria que uniese, de una vez por todas, a Planck y Einsteins que, aunque eran muy amigos, no parecen que sus teorías (la Mecánica Cuántica) y (la Relatividad General) se lleven de maravilla. Cuando los físicos tratan de hermanar las dos teorías… ¡Aquello echa chispas! Y, aunque el problema esté muy bien planteado, las respuestas son un galimatias y aparecen los dichosos infinitos que no se dejan renormalizar. La Mecánica cuántica y la Gravedad no parecen llevarse nada bien y, de esa manera, la fuerza que mantiene unidos los planetas en el Sistema solar, las estrellas en las galaxias y las galaxias en los cúmulos… ¡recorre solitaria el universo!
Claro que, los cien mil millones de neuronas que tenemos en el cerebro (tantas como estrellas en la Vía Láctea), no dejan de generar nuevas ideas que van a la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad, es decir, una teoría en la que puedan convivir todas las fuerzas. Parece que dicha teoría subyace en la no comprobada teoría de cuerdas que, como algunos dicen, es una teoría del futuro para la que no disponemos de los medios necesarios que permita su comprobación empírica, es decir, para verificar dicha avanzada teoría se necesita la energía de Planck (1019 GeV), y, esa energía, ni en algunas generaciones futuras la podremos obtener.
Y, a todo esto, tenemos que pensar en el hecho cierto de que átomos, moléculas y conexiones se pudieran estructurar en un conjunto complejo para poder formar pensamientos surgidos de algo nuevo que antes no estaba presente en el Universo: ¡La Vida! Que evolucionada pudo llegar, en algún caso, a generar no sólo pensamientos sino que también, llegaron los sentimientos y nos hizo adolescentes. Ahora, estamos a la espera de que llegue la mayoría de edad, ese tiempo en el que se deja de hacer chiquilladas y la seriedad predomina en los comportamientos que están aconsejados por la sabiduría de la experiencia. Pero para que eso le llegue a la Humanidad… ¡Falta mucho, mucho, muchísimo Tiempo!
Miramos hacia el “infinito” que está presente en lo muy pequeño y en lo muy grande, para tratar de comprender. Hemos inventado telescopios y microscopios, aceleradores de partículas y otros ingenios como los espectrómetros de masa que nos han permitido desvelar secretos profundamente escondidos en la Naturaleza.
Durante mucho tiempo se pensó que los átomos eran las partículas más pequeñas que existían, más pequeñas que el polvo de arena, más diminutos incluso que las células. Los átomos son la base de todo lo que conocemos, todo está formado por ellos. A su vez, los átomos están formados por tres tipos de partículas: los protones, los neutrones y los electrones, todos tan pequeños que cuesta verlos hasta con los microscopios más avanzados.
Pero algunos investigadores quisieron ir más allá y se preguntaron si sería posible dividir los átomos y sus partículas. Si fueses tú, ¿cómo los romperías en pedazos? Seguramente habrás pensado en algo parecido a lanzarlos con fuerza contra el suelo o contra algún material mucho más duro. Pues sí, ¡estás en lo cierto! Ese es el principio de funcionamiento de un acelerador de partículas, el instrumento que utilizan los científicos en el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN, en inglés).
El acelerador de partículas se enfría cerca de los -273ºC, la temperatura más baja que existe. A esa temperatura los electroimanes consiguen que las partículas se muevan casi a la velocidad de la luz
Hemos llegado a poder discernir la relación directa que vincula el tamaño, la energía de unión y la edad de las estructuras fundamentales de la Naturaleza. Una molécula es mayor y más fácil de desmembrar que un átomo; lo mismo podemos decir de un átomo respecto al núcleo atómico, y de un núcleo con respecto a los quarks que contiene.
La cosmología sugiere que esta relación resulta del curso de la historia cósmica, que los quarks se unieron primero, en la energía extrema del big bang original, y que a medida que el Universo se expandió, los protones y neutrones compuestos de quarks se unieron para formar núcleos de átomos, los cuales, cargados positivamente, atrajeron a los electrones cargados con electricidad negativa estableciéndose así como átomos completos, que al unirse formaron moléculas. Si es así, cuanto más íntimamente examinemos la Naturaleza, tanto más lejos hacia atrás vamos en el tiempo.
Para dividir los átomos, los científicos aceleran sus partículas –en concreto, los protones– hasta casi alcanzar la velocidad de la luz en un enorme túnel circular con varios kilómetros de longitud, para después hacerlos chocar contra otros que vienen en dirección contraria. El túnel acelera los protones aprovechando el magnetismo que proviene de sus paredes.
Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas conformadas en la debida proporción para que existan mundos, estrellas, galaxias y seres vivos. No debemos olvidar, sin embargo, que existe un “universo invisible” dentro de este universo nuestro en el que ocurren muchas cosas que influyen de manera real en éste,
Aquí, generalmente comentamos sobre la Física pura en sus dos versiones de la Relatividad y la Mecánica Cuántica que engloba ese universo particular de lo microscópico donde se mueven las partículas que conforma todo aquello que podemos observar en el Universo y que llamamos la Materia Bariónica, y, al mismo tiempo, nos ocupamos de la interrelación que entre los cuerpos físicos ocurren y las fuerzas que están presentes, así como, de las constantes universales que en nuestro universo, son las responsables de que todo funcione como lo hace.
Hablamos de física y no puedo dejar de pensar en cómo la mente humana, ha podido profundizar tanto en el conocimiento de la Naturaleza hasta llegar a números tan complejos como el de las constantes de la Naturaleza: la constante de Planck en sus dos versiones, h y ħ; la igualdad masa-energía de Einstein, la constante gravitacional de Newton, la constante de estructura fina (137) y el radio del electrón.
Constantes físicas
En ciencias se entiende por constante física el valor de una magnitud física cuyo valor, fijado un sistema de unidades, permanece invariable en los procesos físicos a lo largo del tiempo. En contraste, una constante matemática, las constante de la Naturaleza representan un valor invariable que no está implicado directamente en ningún proceso físico. Algunas de ellas son:
- Constante de Planck: h = E/v
- Constante de Planck racionalizada: ℎ = h/2π
- Igualdad masa-energía: E = mc2
- Constante gravitacional: F = m1m2G/d2
- Constante de estructura fina: α = 2πe2/hc
- Radio del electrón: r0 = e2/mc2
¡Me encantan sus mensajes!
Es verdaderamente meritorio el enorme avance que en tan poco tiempo ha logrado la Humanidad en el campo de la física, la cibernética, la Inteligencia artificial… En aproximadamente un siglo y medio, se ha pasado de la más absoluta oscuridad a una claridad, no cegadora aún, pero sí deslumbrante. Son muchos los secretos de la Naturaleza física que han sido desvelados, y el ritmo parece que se mantiene a un muy meritorio ritmo gracias a inmensas estructuras que, como el Acelerador de Hadrones (LHC), nos ha llevado hacia atrás en el Tiempo muy cerca del comienzo, después del Tiempo de Planck cuando la materia y la energía se distribuyeron para conformar el Universo que conocemos hoy.
¡El tiempo!, ése precioso bien (bueno, al menos lo que entendemos por Tiempo) está a nuestro favor. Sólo tenemos que ir pasando el testigo para alcanzar las metas propuestas. Pongamos nuestras esperanzas en que no seamos tan irresponsables como para estropearlo todo. ¿Nos haremos mayors alguna vez? Tenemos que pensar a lo grande, en el conjunto universal y dejarnos de parroquialismos locales, olvidarnos del Yo y pensar en el Nosotros.
Astronomía, gravedad o electromagnetismo; cuestiones sencillas de entender para los iniciados y, a veces, muy complejas para la gente corriente. Por tal motivo, si escribo sobre estos interesantes temas, mi primera preocupación es la de buscar la sencillez en lo que explico. No siempre lo consigo. Por ejemplo, expliquemos el magnetismo.
El campo magnético de la Tierra que nos libra de graves peligros de radiación cósmica
Grupo de fenómenos asociados a los campos magnéticos. Siempre que una corriente eléctrica fluye, se produce un campo magnético; como el movimiento orbital de un electrón y el espín de los electrones atómicos son equivalentes a pequeños circuitos de corriente, los átomos individuales crean campos magnéticos a su alrededor cuando los electrones orbitales tienen un momento magnético neto como resultado de su momento angular. El momento angular de un átomo es el vector suma de los momentos magnéticos de los movimientos orbitales y de los espines de todos los electrones en el átomo.
Las propiedades magnéticas macroscópicas de una sustancia tienen su origen en los momentos magnéticos de sus átomos o moléculas constituyentes. Diferentes materiales poseen distintas características en un campo magnético aplicado; hay cuatro tipos de comportamientos magnéticos.
a) En diamagnetismo, la magnetización está en la dirección opuesta a la del campo aplicado, es decir, la susceptibilidad es negativa. Aunque todas las sustancias son diamagnéticas, es una forma débil de magnetismo que puede ser enmascarada por otras formas más fuertes. Tiene su origen en los cambios introducidos por los campos aplicados en las órbitas de los electrones de una sustancia, siendo la dirección del cambio opuesta a la del flujo aplicado (de acuerdo con ley de Lenz).
Existe, por tanto, una débil susceptibilidad negativa (del orden de -10-8 m3 mol-1) y una permeabilidad relativa ligeramente menor que 1.
b) En paramagnetismo, los átomos o moléculas de la sustancia tienen momentos magnéticos orbitales o espín que son capaces de estar alineados en la dirección del campo aplicado. Éstos, por tanto, tienen una susceptibilidad positiva (aunque pequeña) y una permeabilidad relativa ligeramente mayor que 1.
El paramagnetismo aparece en todos los átomos y moléculas con electrones desapareados; es decir, átomos libres, radicales libres y compuestos de metales de transición que contienen iones con capas de electrones no llenas.
También ocurre en metales como resultado de momentos magnéticos asociados a los espines de los electrones de conducción.
c) En materiales ferromagnéticos, dentro de un cierto rango de temperaturas, hay momentos magnéticos atómicos netos, que se alinean de forma que la magnetización persiste después de eliminar el campo aplicado.
Por debajo de una cierta temperatura llamada punto de Curie (o temperatura de Curie), un campo magnético en aumento aplicado a una sustancia ferromagnética causará una magnetización creciente hasta un valor máximo, llamado magnetización de saturación. Esto es debido a que una sustancia ferromagnética está constituida por pequeñas regiones magnetizadas (1 – 0’1 mm de ancho) llamadas dominios.
El momento magnético total de la muestra de sustancia es el vector suma de los momentos magnéticos de los dominios constituyentes. Dentro de cada dominio, los momentos magnéticos atómicos individuales se alinean espontáneamente por fuerzas de intercambio, que dependen de si los espines de los electrones atómicos son paralelos o antiparalelos.
Sin embargo, en un trozo no magnetizado de material ferromagnético, los momentos magnéticos de los dominios no están alineados; cuando un campo externo es aplicado, esos dominios que están alineados con el campo aumentan de tamaño a expensas de otros.
En un campo muy intenso, todos los dominios se alinean en la dirección del campo y producen la alta magnetización observada. El hierro, el níquel, el cobalto y sus aleaciones son ferromagnéticos. Por encima del punto de Curie, los materiales ferromagnéticos se vuelven paramagnéticos.
d) Algunos metales, aleaciones y sales elementales de transición, muestran otro tipo de magnetismo llamado antiferromagnetismo. Esto ocurre por debajo de cierta temperatura, llamada temperatura de Néel, a la cual se forma espontáneamente una red ordenada de momentos magnéticos atómicos en la que momentos alternos tienen direcciones opuestas. No hay, por tanto, momento magnético resultante en ausencia de un campo aplicado.
En el fluoruro de manganeso, por ejemplo, esta disposición antiparalela ocurre por debajo de una temperatura de Néel de 72 K. Por debajo de esta temperatura, el ordenamiento espontáneo se opone a la tendencia normal de los momentos magnéticos de alinearse con el campo aplicado. Por encima de la temperatura de Néel, la sustancia es paramagnética.
Una forma especial de anti-ferromagnetismo es el ferri-magnetismo, un tipo de magnetismo mostrado por las ferritas. En estos materiales, o bien los momentos magnéticos de los iones adyacentes son antiparalelos y de intensidad desigual, o bien el número de momentos magnéticos en una dirección es mayor que el número de los que hay en la dirección opuesta.
Mediante una adecuada elección de los iones de tierras raras en las redes de ferrita es posible diseñar sustancias ferri-magnéticas con magnetizaciones específicas para su uso en componentes electrónicos.
Si nos queremos referir al geomagnetismo, estaremos hablando de la ciencia que estudia el campo magnético terrestre.
Si una barra de imán es suspendida en cualquier punto de la superficie terrestre, de forma que se pueda mover libremente en todos sus planos, el polo norte del imán apuntará en una dirección aproximadamente al norte. El ángulo (D) entre la dirección horizontal a la que apunta y el meridiano geográfico en ese punto se llama declinación magnética. Se toma positiva al este del norte geográfico y negativa al oeste. La aguja no estará horizontal salvo en el ecuador magnético. En todos los demás lugares formará un ángulo (/) con la horizontal, llamado inclinación magnética.
En todos los polos magnéticos / = 90º (+90º en el polo norte y -90º en el polo sur), y la aguja será vertical.
Las posiciones de los polos, que varían con el tiempo, eran en los años setenta aproximadamente 76, 1º N, 100º W (N) y 65, 8º S, 139º E (S). El vector intensidad (F) del campo geomagnético se determina por I, D y F, donde F es la intensidad magnética local del campo medida en gauss o teslas (1 gauss = 10-4 teslas). F, I y D, junto con las componentes verticales y horizontales de F y sus componentes norte y este, son llamados los elementos magnéticos.
Esta explicación del geomagnetismo podría ser más larga y completa, con muchos más datos técnicos y matemáticos, sin embargo, ¿a quién le gustaría? A eso me refería antes cuando decía “…mi primera preocupación es la de buscar la sencillez en lo que explico. No siempre lo consigo.“
Si el tema no interesa… cada cual irá a lo suyo sin prestar atención al orador
Si a continuación pongo un ejemplo práctico y explico el magnetismo de manera muy técnica y completa, que seguramente no sea del interés del lector de ciencia no iniciado. Éste no quiere estas complejidades que, por muy perfectas que puedan resultar técnicamente hablando, siempre les resultarán aburridas, tediosas, y lo que es peor, incomprensibles.
Los buenos escritores-divulgadores de la ciencia deben contar los fenómenos naturales revistiéndolos de un atractivo y misterioso toque mágico que se se muestre ante los ojos de la mente del lector y, produciéndoles asombro y sorpresa por tales maravillas queden embebidos en el relato y en las cosas maravillosas que allí se están tratándo. Y, en Física, amigos míos, casi todo lo que te encuentras son maravillas de la Naturaleza que, cuando comienzas a comprender… ¡Es imposible dejar de mirar!
Si contamos la historia de una estrella, desde que nace a partir del gas y del polvo cósmico hasta que muere en una explosión de supernova para convertirse en otro objeto estelar diferente, al oyente le resultará atractivo o pesado, interesante o incomprensible, según quién y cómo lo cuente.
Me preocupa cuando escribo que lo que estoy contando pueda aburrir al posible lector.Siempre procuro ceñirme a la verdad científica y exponer los hechos con la veracidad requerida y, sin embargo, eso es totalmente posible aunque le podamos dar un pequeño toque de fantasía que lo hará más atractivo. Claro que, por mucho que querámos fantasear sabemos que en el mundo y en todo el Universo, las leyes que rigen son iguales para todo y para todos y lo que pasa aquí también pasará allí, aunque ese allí esté a miles de millones de años-luz de nosotros.
Aquí tenemos un ejemplo de lo que digo, la Naturaleza se repite
En los extraños mares de otros planetas, sin tener en cuenta la composición química, es difícil imaginar que la evolución de lugar a una forma más sencilla de locomoción que la que se produce ondulando colas y aletas. Que la propia evolución encontraría este tipo de propulsión viene avalado por el hecho de que, incluso en la Tierra, esta evolución se ha produción de manera totalmente espontánea e independiente. Los peces desarrollaron la propulsión cola-aleta; después, ellos mismos evolucionaron hasta convertirse en tipos anfibios que se arrastraban por tierra firme hasta llegar a ser reptiles. Lo cierto es que hemos llegado a saber que, de una u otra manera, ¡la vida se abre camino!
Por ejemplo, en nuestro planeta el ornitorrinco representa la primera rama de mamíferos a partir de un ancestro con características de ambos mamíferos y reptiles de hace 166 millones años. De alguna manera se mantiene una superposición de funciones, mientras que los mamíferos posteriores perdieron sus rasgos de reptil. Comparando el genoma del ornitorrinco con el ADN de otros mamíferos, incluidos los seres humanos que llegaron a lo largo del transcurso del tiempo, y los genomas de los pájaros, que bifurcan hace unos 315 millones años, ayuda a definir la evolución.
Algunos reptiles fueron evolucionando y dieron lugar a a los mamíferos. Pero cuando algunos de estos últimos regresaron al mar (los que luego han sido ballenas y focas, por ejemplo), sus piernas volvieron a evolucionar hacia las formas de las aletadestinadas a la propulsión por el medio acuatico y a la navegación.
Aunque la vida tardó más de diez mil millones de años en hacer acto de presencia -al menos en la Tierra y, seguramente en otros planetas también- en sus formas más primitivas, supo adaptarse y evolucionar hasta llegar al momento presente en el que, sólo el uno por ciento de las especies que han existido en el planeta están vivas, el resto no pudo soportar los cambios y al no adaptarse, se extinguieron. Así seguirá siendo siempre: Adaptarse o morir.
Sí, es posible que hoy seámos nosotros la especie predominante en el planeta Tierra pero, no debemos olvidar que no siempre ha sido así. Antes ni estábamos aquí y, durante ciento cincuenta millones de años reinaron en nuestro mundo aquellos terribles lagartos, los Dinosaurios que desaparecieron hace ahora sesenta y cinco millones de años para que nosotros, pudiéramos aparecer y evolucionar hasta conseguir hablar de mecánica cuántica y relatividad general pero… ¿Y mañana? ¿Seguiremos siendo la especie dominante?
Yo no estaría tan seguro de eso. El mañana es incierto
La Tierra con sus especies de vida seguirá su camino adelante, siempre hacia el futuro incierto y desconocido que dependerá de ¡tántas cosas! Y, mientras tanto, como hemos mantenido siempre, en otros mundos distintos al nuestro y repartidos por los confines de nuestra propia Galaxia y de muchas otras que albergan mundos ignotos, otras criaturas estarán elucubrando sobre las mismas cuestiones que nosotros lo hacemos para poder discernir sobre el saber del mundo, de la Naturaleza, del Universo.
¿Qué puede haber en Gliese 581 g? Hemos llegado a descubrir más de mil mundos extraterrestres que es como un grano de arena en la inmensa playa del Universo, y, cientos de miles de millones de mundos están esparcidos por las galaxias que pueblan el Cosmos y, en muchos de ellos, extrañas y enigmáticas criaturas habrán podido desvelar secretos de la materia y de la luz, del átomo y de las estrellas y, también como nosotros estarán pensando en cómo poder llegar hacia esos otros mundos que albergan vida e inteligencia.
Nosotros seguiremos avanzando aquí y “ellos” también lo harán “allí” donde quiera que ese “allí” pueda encontrarse que, será lejos, muy lejos. Tan lejos estamos de esos otros seres inteligentes que el hecho cierto de que no lo hayamos podido ver aún, nos habla de que, como nosotros, necesitan evolucionar mucho más para que, ese contacto se pueda producir.
Tampoco sería descabellado pensar que, la Naturaleza, tan sabia ella, tenga dispuesto que las especies estén cada una en su lugar, sin molestarse ni interferirse entre sí, que evolucionen en su propio entorno sin ingerencias que siempre vendrán a distorsionar lo que ya existe para cambiarlo en el mejor de los casos, o, aniquilarlo en el peor.
¿Quién sabe?
emilio silvera
Ene
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¿Asombrarnos? ¡Tenemos tantos motivos!
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo y los pensamientos ~ Comments (0)
No es que el Universo sea más de lo que imaginas, es que siempre será mucho más de lo que puedas imaginar. Su inmensidad, los sucesos que hemos podido desvelar, las transformaciones de objetos que viven miles de millones de años y, al final de sus “vidas”, se convierten en otra cosa distinta a la que fue, y, podríamos seguir enumerando asombrosos escenarios que, como el de las distancias que nos separan de las estrellas y de otros mundos… ¡No podemos llegar a comprender!
La ciencia que estudia las leyes que determinan las estructura del Universo con referencia a la materia y la energía de la que está constituido. Se ocupa no de los cambios químicos que ocurren, sino de las fuerzas que existen entre los objetos y las interrelaciones entre la materia y la energía. Tradicionalmente, el estudio se dividía en campos separados: calor, luz, sonido, electricidad y magnetismo y mecánica (Física clásica).
Desde el siglo XX, sin embargo, la Mecánica cuántica y la Física relativista han sido cada vez más importantes; el desarrollo de la Física moderna ha estado acompañado del estudio de la Física atómica, Física nuclear y Física de partículas, molecular…
La Física de cuerpos astronómicos y sus interacciones recibe el nombre de Astrofísica, la Física de la Tierra, recibe la denominación de Geofísica, y el estudio de los aspectos Físicos de la Biología se denomina Biofísica. Tenemos que concluir que sin la Física, no sabríamos cómo es el universo que nos acoge y el por qué del comportamiento de la materia-energía que en él está presente.
Situado en la frontera franco-suiza cerca de Ginebra, el LHC es un anillo de 27 kilómetros de circunferencia ubicado a 100 metros bajo tierra. En el interior de este acelerador, dos haces de partículas con mucha energía viajan a una velocidad cercana a la de la luz antes de que se les haga colisionar.
Gracias a los aceleradores de partículas hemos podido llegar muy lejos hacia atrás en el tiempo para poder saber sobre cómo se pudo formar y, “suponer” cómo pudo surgir. Cuando llegamos a los 10-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las condiciones cósmicas son poco conocidas. Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electrodébil y las fuertes. Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.
Aún no había Carbono que se produciría mucho más tarde, en las estrellas, mediante el efecto triple alfa
En el universo temprano la primera materia (hidrógeno y Helio) era llevada por la fuerza de gravedad a conformarse en grandes conglomerados de gas y polvo que Interacionaba producían calor y formaron las primeras estrellas a los doscientos años del comienzo del tiempo y, sus cúmulos y aglomerados se convirtieron en las primeras galaxias que, tampoco sabemos a ciencia cierta, que mecanismos pudieron seguir para formarse.
Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 13.700 y 15.000 millones de años, cuando la perfecta simetría -que se pensaba, caracterizó el Universo-, se hizo añicos para dar lugar a las simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que ahora, sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.
Realmente, carecemos de una teoría que nos explique lo que pasó en aquellos primeros momentos y, hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo temprano. Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10-43 de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada. Del otro lado de esa puerta está la época de Planck, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.
Los tripletes de Quarks confinados en las entrañas de los nucleones y retenidos por la F. nuclear fuerte
Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación, es decir, una teoría cuántica-gravitatoria que uniese, de una vez por todas, a Planck y Einstein que, aunque eran muy amigos, no parecen que sus teorías (la Mecánica Cuántica) y (la Relatividad General) se lleven de maravilla.
En la Teoría de cuerdas se presume de que subyace una Teoría Cuántica de la Gravedad
Cuando los físicos tratan de hermanar las dos teorías… ¡Aquello echa chispas! Y, aunque el problema esté muy bien planteado, las respuestas son un galimatías y aparecen los dichosos infinitos que no se dejan renormalizar. La Mecánica cuántica y la Gravedad no parecen llevarse nada bien y, de esa manera, la fuerza que mantiene unidos los planetas en el Sistema solar, las estrellas en las galaxias y las galaxias en los cúmulos… ¡recorre solitaria el universo!
La “maquinaria” más compleja del Universo. No solo produce ideas y pensamientos… ¡También sentimientos! Una gran maraña de conexiones sin fin con millones de sinapsis que transmiten conexiones e información al cerebro.
Claro que, los cien mil millones de neuronas que tenemos en el cerebro (tantas como estrellas en la Vía Láctea), no dejan de generar nuevas ideas que van a la búsqueda de una teoría cuántica de la gravedad, es decir, una teoría en la que puedan convivir todas las fuerzas. Parece que dicha teoría subyace en la no comprobada teoría de cuerdas que, como algunos dicen, es una teoría del futuro para la que no disponemos de los medios necesarios que permita su comprobación empírica, es decir, para verificar dicha avanzada teoría se necesita la energía de Planck (1019 GeV), y, esa energía, ni en algunas generaciones futuras la podremos obtener.
Y, a todo esto, tenemos que pensar en el hecho cierto de que átomos, moléculas y conexiones se pudieran estructurar en un conjunto complejo para poder formar pensamientos surgidos de algo nuevo que antes no estaba presente en el Universo: ¡La Vida! Que evolucionada pudo llegar, en algún caso, a generar no sólo pensamientos sino que también, llegaron los sentimientos y nos hizo adolescentes. Ahora, estamos a la espera de que llegue la mayoría de edad, ese tiempo en el que se deja de hacer chiquilladas y la seriedad predomina en los comportamientos que están aconsejados por la sabiduría de la experiencia. Pero para que eso le llegue a la Humanidad… ¡Falta mucho, mucho, muchísimo Tiempo!
Navefamos hacia esa raya del horizonte que tratamos de alcanzar y… ¡Siempre estará lejos de nosotros!
Miramos hacia el “infinito” que está presente en lo muy pequeño y en lo muy grande, para tratar de comprender. Hemos inventado telescopios y miscroscopios, aceleradores de partículas y otros ingenios como los espectrómetros de masa que nos han permitido desvelar secretos profundamente escondidos en la Naturaleza.
Hemos llegado a poder discernir la relación directa que vincula el tamaño, la energía de unión y la edad de las estructuras fundamentales de la Naturaleza. Una molécula es mayor y más fácil de desmembrar que un átomo; lo mismo podemos decir de un átomo respecto al núcleo atómico, y de un núcleo con respecto a los quarks que contiene.
La cosmología sugiere que esta relación resulta del curso de la historia cósmica, que los quarks se unieron primero, en la energía extrema del big bang original, y que a medida que el Universo se expandió, los protones y neutrones compuestos de quarks se unieron para formar núcleos de átomos, los cuales, cargados positivamente, atrajeron a los electrones cargados con electricidad negativa estableciéndose así como átomos completos, que al unirse formaron moléculas. Si es así, cuanto más íntimamente examinemos la Naturaleza, tanto más lejos hacia atrás vamos en el tiempo.
Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas conformadas en la debida proporción para que existan mundos, estrellas, galaxias y seres vivos
Aquí, generalmente comentamos sobre la Física pura en sus dos versiones de la Relatividad y la Mecánica Cuántica que engloba ese universo particular de lo microscópico donde se mueven las partículas que conforma todo aquello que podemos observar en el Universo y que llamamos la Materia Bariónica, y, al mismo tiempo, nos ocupamos de la interrelación que entre los cuerpos físicos ocurren y las fuerzas que están presentes, así como, de las constantes universales que en nuestro universo, son las responsables de que todo funcione como lo hace.
Hablamos de física y no puedo dejar de pensar en cómo la mente humana, ha podido profundizar tanto en el conocimiento de la Naturaleza hasta llegar a números tan complejos como el de las constantes de la Naturaleza: la constante de Planck en sus dos versiones, h y ħ; la igualdad masa-energía de Einstein, la constante gravitacional de Newton, la constante de estructura fina (137) y el radio del electrón.
Esta ecuación representa la constante de estructura fina
En ciencias se entiende por constante física el valor de una magnitud física cuyo valor, fijado un sistema de unidades, permanece invariable en los procesos físicos a lo largo del tiempo. En contraste, una constante matemática, las constante de la Naturaleza representan un valor invariable que no está implicado directamente en ningún proceso físico. Algunas de ellas son:
- Constante de Planck: h = E/v
- Constante de Planck racionalizada: ℎ = h/2π
- Igualdad masa-energía: E = mc2
- Constante gravitacional: F = m1m2G/d2
- Constante de estructura fina: α = 2πe2/hc
- Radio del electrón: r0 = e2/mc2
¡Me encantan sus mensajes!
Es verdaderamente meritorio el enorme avance que en tan poco tiempo ha logrado la Humanidad en el campo de la física, la cibernética, la Inteligencia artificial… En aproximadamente un siglo y medio, se ha pasado de la más absoluta oscuridad a una claridad, no cegadora aún, pero sí deslumbrante. Son muchos los secretos de la Naturaleza física que han sido desvelados, y el ritmo parece que se mantiene a un muy meritorio ritmo gracias a inmensas estructuras que, como el Acelerador de Hadrones (LHC), nos ha llevado hacia atrás en el Tiempo muy cerca del comienzo, después del Tiempo de Planck cuando la materia y la energía se distribuyeron para conformar el Universo que conocemos hoy.
Pocos saben que la Humanidad estuvo al borde de la extinción con solo 1.200 individuos
¡El tiempo!, ése precioso bien está a nuestro favor. Sólo tenemos que ir pasando el testigo para alcanzar las metas propuestas. Pongamos nuestras esperanzas en que no seamos tan irresponsables como para estropearlo todo. ¿Nos haremos mayors alguna vez? Tenemos que pensar a lo grande, en el conjunto universal y dejarnos de parroquialismos locales, olvidarnos del Yo y pensar en el Nosotros.
Astronomía, gravedad o electromagnetismo; cuestiones sencillas de entender para los iniciados y, a veces, muy complejas para la gente corriente. Por tal motivo, si escribo sobre estos interesantes temas, mi primera preocupación es la de buscar la sencillez en lo que explico. No siempre lo consigo. Por ejemplo, expliquemos el magnetismo.
Magnetismo
Estamos a salvo gracias a el que, al formar ese escudo protector nos salva de las ráfagas mortales de radiación que llegan al planeta.
Grupo de fenómenos asociados a los campos magnéticos. Siempre que una corriente eléctrica fluye, se produce un campo magnético; como el movimiento orbital de un electrón y el espín de los electrones atómicos son equivalentes a pequeños circuitos de corriente, los átomos individuales crean campos magnéticos a su alrededor cuando los electrones orbitales tienen un momento magnético neto como resultado de su momento angular. El momento angular de un átomo es el vector suma de los momentos magnéticos de los movimientos orbitales y de los espines de todos los electrones en el átomo.
Las propiedades magnéticas macroscópicas de una sustancia tienen su origen en los momentos magnéticos de sus átomos o moléculas constituyentes. Diferentes materiales poseen distintas características en un campo magnético aplicado; hay cuatro tipos de comportamientos magnéticos.
a) En diamagnetismo, la magnetización está en la dirección opuesta a la del campo aplicado, es decir, la susceptibilidad es negativa. Aunque todas las sustancias son diamagnéticas, es una forma débil de magnetismo que puede ser enmascarada por otras formas más fuertes. Tiene su origen en los cambios introducidos por los campos aplicados en las órbitas de los electrones de una sustancia, siendo la dirección del cambio opuesta a la del flujo aplicado (de acuerdo con ley de Lenz).
Existe, por tanto, una débil susceptibilidad negativa (del orden de -10-8 m3 mol-1) y una permeabilidad relativa ligeramente menor que 1.
b) En paramagnetismo, los átomos o moléculas de la sustancia tienen momentos magnéticos orbitales o espín que son capaces de estar alineados en la dirección del campo aplicado. Éstos, por tanto, tienen una susceptibilidad positiva (aunque pequeña) y una permeabilidad relativa ligeramente mayor que 1.
El paramagnetismo aparece en todos los átomos y moléculas con electrones desapareados; es decir, átomos libres, radicales libres y compuestos de metales de transición que contienen iones con capas de electrones no llenas.
También ocurre en metales como resultado de momentos magnéticos asociados a los espines de los electrones de conducción.
c) En sustancias ferromagnéticas, dentro de un cierto rango de temperaturas, hay momentos magnéticos atómicos netos, que se alinean de forma que la magnetización persiste después de eliminar el campo aplicado.
Por debajo de una cierta temperatura llamada punto de Curie (o temperatura de Curie), un campo magnético en aumento aplicado a una sustancia ferromagnética causará una magnetización creciente hasta un valor máximo, llamado magnetización de saturación. Esto es debido a que una sustancia ferromagnética está constituida por pequeñas regiones magnetizadas (1 – 0’1 mm de ancho) llamadas dominios.
El momento magnético total de la muestra de sustancia es el vector suma de los momentos magnéticos de los dominios constituyentes. Dentro de cada dominio, los momentos magnéticos atómicos individuales se alinean espontáneamente por fuerzas de intercambio, que dependen de si los espines de los electrones atómicos son paralelos o antiparalelos.
Sin embargo, en un trozo no magnetizado de material ferromagnético, los momentos magnéticos de los dominios no están alineados; cuando un campo externo es aplicado, esos dominios que están alineados con el campo aumentan de tamaño a expensas de otros.
En un campo muy intenso, todos los dominios se alinean en la dirección del campo y producen la alta magnetización observada. El hierro, el níquel, el cobalto y sus aleaciones son ferromagnéticos. Por encima del punto de Curie, los materiales ferromagnéticos se vuelven paramagnéticos.
Este gráfico muestra la precisión atómica del antiferromagnético a escala atómica con la punta de un microscopio de efecto túnel. Los átomos de hierro se colocan sobre una superficie de nitruro de cobre y obligado por dos átomos de nitrógeno (barras azules) en un arreglo regular separados por un átomo de cobre (amarillo).
d) Algunos metales, aleaciones y sales elementales de transición, muestran otro tipo de magnetismo llamado antiferromagnetismo. Esto ocurre por debajo de cierta temperatura, llamada temperatura de Néel, a la cual se forma espontáneamente una red ordenada de momentos magnéticos atómicos en la que momentos alternos tienen direcciones opuestas. No hay, por tanto, momento magnético resultante en ausencia de un campo aplicado.
En el fluoruro de manganeso, por ejemplo, esta disposición antiparalela ocurre por debajo de una temperatura de Néel de 72 K. Por debajo de esta temperatura, el ordenamiento espontáneo se opone a la tendencia normal de los momentos magnéticos de alinearse con el campo aplicado. Por encima de la temperatura de Néel, la sustancia es paramagnética.
Una forma especial de antiferromagnetismo es el ferrimagnetismo, un tipo de magnetismo mostrado por las ferritas. En estos materiales, o bien los momentos magnéticos de los iones adyacentes son antiparalelos y de intensidad desigual, o bien el número de momentos magnéticos en una dirección es mayor que el número de los que hay en la dirección opuesta.
Mediante una adecuada elección de los iones de tierras raras en las redes de ferrita es posible diseñar sustancias ferrimagnéticas con magnetizaciones específicas para su uso en componentes electrónicos.
Si nos queremos referir al geomagnetismo, estaremos hablando de la ciencia que estudia el campo magnético terrestre.
Si una barra de imán es suspendida en cualquier punto de la superficie terrestre, de forma que se pueda mover libremente en todos sus planos, el polo norte del imán apuntará en una dirección aproximadamente al norte. El ángulo (D) entre la dirección horizontal a la que apunta y el meridiano geográfico en ese punto se llama declinación magnética. Se toma positiva al este del norte geográfico y negativa al oeste. La aguja no estará horizontal salvo en el ecuador magnético. En todos los demás lugares formará un ángulo (/) con la horizontal, llamado inclinación magnética.
En todos los polos magnéticos / = 90º (+90º en el polo norte y -90º en el polo sur), y la aguja será vertical.
Las posiciones de los polos, que varían con el tiempo, eran en los años setenta aproximadamente 76, 1º N, 100º W (N) y 65, 8º S, 139º E (S). El vector intensidad (F) del campo geomagnético se determina por I, D y F, donde F es la intensidad magnética local del campo medida en gauss o teslas (1 gauss = 10-4 teslas). F, I y D, junto con las componentes verticales y horizontales de F y sus componentes norte y este, son llamados los elementos magnéticos.
Esta explicación del geomagnetismo podría ser más larga y completa, con muchos más datos técnicos y matemáticos, sin embargo, ¿a quién le gustaría? A eso me refería antes cuando decía “…mi primera preocupación es la de buscar la sencillez en lo que explico. No siempre lo consigo.“
Si el tema no interesa… cada cual irá a lo suyo sin prestar atención al orador
Si a continuación pongo un ejemplo práctico y explico el magnetismo de manera muy técnica y completa, que seguramente no sea del interés del lector de ciencia no iniciado. Éste no quiere estas complejidades que, por muy perfectas que puedan resultar técnicamente hablando, siempre les resultarán aburridas, tediosas, y lo que es peor, incomprensibles.
Los buenos escritores-divulgadores de la ciencia deben contar los fenómenos naturales revistiéndolos de un atractivo y misterioso toque mágico que se se muestre ante los ojos de la mente del lector y, produciéndoles asombro y sorpresa por tales maravillas queden embebidos en el relato y en las cosas maravillosas que allí se están tratándo. Y, en Física, amigos míos, casi todo lo que te enciuentras son maravillas de la Naturaleza que, cuando comienzas a comprender… ¡Es imposible dejar de mirar!
Si contamos la historia de una estrella, desde que nace a partir del gas y del polvo cósmico hasta que muere en una explosión de supernova para convertirse en otro objeto estelar diferente, al oyente le resultará atractivo o pesado, interesante o incomprensible, según quién y cómo lo cuente.
Me preocupa cuando escribo que lo que estoy contando pueda aburrir al posible lector.Siempre procuro ceñirme a la verdad científica y exponer los hechos con la veracidad requerida y, sin embargo, eso es totalmente posible aunque le podamos dar un pequeño toque de fantasía que lo hará más atractivo. Claro que, por mucho que querámos fantasear sabemos que en el mundo y en todo el Universo, las leyes que rigen son iguales para todo y para todos y lo que pasa aquí también pasará allí, aunque ese allí esté a miles de millones de años-luz de nosotros.
Aquí tenemos un ejemplo de lo que digo, la Naturaleza se repite
En los extraños mares de otros planetas, sin tener en cuenta la composición química, es difícil imaginar que la evolución de lugar a una forma más sencilla de locomoción que la que se produce ondulando colas y aletas. Que la propia evolución encontraría este tipo de propulsión viene avalado por el hecho de que, incluso en la Tierra, esta evolución se ha produción de manera totalmente espontánea e independiente. Los peces desarrollaron la propulsión cola-aleta; después, ellos mismos evolucionaron hasta convertirse en tipos anfibios que se arrastraban por tierra firme hasta llegar a ser reptiles. Lo cierto es que hemos llegado a saber que, de una u otra manera, ¡la vida se abre camino!
Por ejemplo, en nuestro planeta el ornitorrinco representa la primera rama de mamíferos a partir de un ancestro con características de ambos mamíferos y reptiles de hace 166 millones años. De alguna manera se mantiene una superposición de funciones, mientras que los mamíferos posteriores perdieron sus rasgos de reptil. Comparando el genoma del ornitorrinco con el ADN de otros mamíferos, incluidos los seres humanos que llegaron a lo largo del transcurso del tiempo, y los genomas de los pájaros, que bifurcan hace unos 315 millones años, ayuda a definir la evolución.
De reptiles a mamíferos
Algunos reptiles fueron evolucionando y dieron lugar a a los mamíferos. Pero cuando algunos de estos últimos regresaron al mar (los que luego han sido ballenas y focas, por ejemplo), sus piernas volvieron a evolucionar hacia las formas de las aleta destinadas a la propulsión por el medio acuático y a la navegación.
Aunque la vida tardó más de diez mil millones de años en hacer acto de presencia -al menos en la Tierra y, seguramente en otros planetas también- en sus formas más primitivas, supo adaptarse y evolucionar hasta llegar al momento presente en el que, sólo el uno por ciento de las especies que han existido en el planeta están vivas, el resto no pudo soportar los cambios y al no adaptarse, se extinguieron. Así seguirá siendo siempre: Adaptarse o morir.
Sí, es posible que hoy seamos nosotros la especie predominante en el planeta Tierra pero, no debemos olvidar que no siempre ha sido así. Antes ni estábamos aquí y, durante ciento ciencuenta millones de años reinaron en nuestro mundo aquellos terribles lagartos, los Dinosaurios que desaparecieron hace ahora sesenta y cinco millones de años para que nosotros, pudiéramos aparecer y evolucionar hasta conseguir hablar de mecánmica cuántica y relatividad general pero… ¿Y mañana? ¿Seguiremos siendo la especie dominante?
Yo no estaría tan seguro de eso. El mañana es incierto… Pero no tanto
La Tierra con sus especies de vida seguirá su camino adelante, siempre hacia el futuro incierto y desconocido que dependerá de ¡tántas cosas! Y, mientras tanto, como hemos mantenido siempre, en otros mundos distintos al nuestro y repartidos por los confines de nuestra propia Galaxia y de muchas otras que albergan mundos ignotos, otras criaturas estarán elucubrando sobre las mismas cuestiones que nosotros lo hacemos para poder discernir sobre el saber del mundo, de la Naturaleza, del Universo.
¿Qué puede haber en Gliese 581 g? Hemos llegado a descubrir más de mil mundos extraterrestres que es como un grano de arena en la inmensa playa del Universo, y, cientos de miles de millones de mundos estan exparcidos por las galaxias que pueblan el Cosmos y, en muchos de ellos, extrañas y enigmáticas criaturas habrán podido desvelar secretos de la materia y de la luz, del átomo y de las estrellas y, también como nosotros estarán pensando en cómo poder llegar hacia esos otros mundos que albergan vida e inteligencia.
Nosotros seguiremos avanzando aquí y “ellos” también lo harán “allí” donde quiera que ese “allí” pueda encontrarse que, será lejos, muy lejos. Tan lejos estamos de esos otros seres inteligentes que el hecho cierto de que no lo hayamos podido ver aún, nos habla de que, como nosotros, necesitan evolucionar mucho más para que, ese contacto se pueda producir.
Tampoco sería descabellado pensar que, la Naturaleza, tan sabia ella, tenga dispuesto que las especies estén cada una en su lugar, sin molestarse ni interferirse entre sí, que evolucionen en su propio entorno sin ingerencias que siempre vendrán a distorsionar lo que ya existe para cambiarlo en el mejor de los casos, o, aniquilarlo en el peor.
¿Quién sabe?
emilio silvera
Dic
12
Procurar saber… Una buena manera de divertirse
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo y los pensamientos ~ Comments (0)
En lo que a mi concierne, el mejor tiempo que puedo dedicar -aparte de la familia y el trabajo-, está en el ámbito de la Ciencia en sus diversas direcciones o campos y, sobre todo, la Física, Astronomía, Astrofísica y Biología, junto con las complejidades a las que nos enfrentamos cuando queremos profundizar en nuestras mentes, ese lugar de inmensas posibilidades que, tiene poderes que ni podemos imaginar.
Somos inquietos y curiosos por naturaleza, nunca estamos satisfechos con nada y siempre queremos más. Sí, pudimos llegar a saber que existían los protones, neutrones y electrones y que, con ellos, se formaba el átomo, seguimos insistiendo al intuir que, más allá, en lo más profundo del núcleo, podrían existir otros objetos infinitesimales que llamamos Quarks. Fuimos poco a poco conociendo de qué estaba hecha la materia.
Las moléculas de la Vida
Pudimos desvelar las moléculas que se formaban cuando los átomos se unían y cuando éstas se juntaban formaban los cuerpos, los objetos del universo que podemos contemplar. El Mundo que nos acoge está hecho de esas partículas pequeñitas que se juntan para construir la materia que lo constituye.
El paso del tiempo convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original para convertirlos en lo que antes no eran. Nada permanece, todo cambia. Sea cual fuere la línea de división, habrá algunos casos en los que no podamos definirla y, en otros, habrá objetos tan próximos a ella que el lenguaje ordinario no será lo suficientemente preciso como para poder afirmar a qué lado pertenece. Y, la propiedad de la vida, está, precisamente, en uno de esos continuos.
Para probar esto basta que consideremos los virus: son las estructuras biológicas más pequeñas que se conocen con la propiedad de poder “comer” (absorber sustancias situadas en sus proximidades), crecer y fabricar copias exactas de sí mismas.
Son mucho más pequeños que una bacteria (en realidad, algunos virus infectan las bacterias) y pasan sin dificultad a través de un filtro de porcelana fina que, aunque a nosotros nos parezca que está completamente sellada y su superficie es totalmente hermética y lisa, para ellos, tan “infinitamente” pequeños, ofrece miles de huecos por los que poder colarse.
Nuevas grabaciones en vídeo de un virus que infecta a las células sugiere que los virus se expanden mucho más rápido de lo que pensábamos. El descubrimiento de este mecanismo permitirá crear nuevos fármacos para hacer frente a algunos virus. En la punta de un alfiler caben millones de ellos. De hecho, los virus tienen el tamaño de una décima de micrómetro (diezmillonésima parte del metro).
El mundo de lo muy pequeño es fascinante y, por ejemplo, si hablamos de átomos, se necesitarían aproximadamente una cantidad para nosotros inconmensurable de átomos (602.300.000.000.000.000.000.000) para lograr un solo gramo de materia. Fijaos que hablamos de lo pequeño que pueden llegar a ser los virus y, sin embargo, el Hidrógeno con un sólo protón es el átomo más ligero y su masa es 400.000 veces menor que la masa de un virus, como antes dije, el organismo vivo más pequelo que se conoce.
El virus más diminuto conocido mide unos o,00000002 m; su tamaño es 2.000 veces mayor que el del átomo. Y, en la punta del alfiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.
No hay consenso en la comunidad científica sobre si los virus son o no organismos vivos. Lo cierto es que, sean lo que sean, lo cierto es que es el enemigo.
Como los virus son menores que la longitud de onda de la luz, no pueden observarse con un microscopio luminoso ordinario, pero los bioquímicos disponen de métodos ingeniosos que les permiten deducir su estructura, ya que pueden verlos mediante bombardeos con rayos X u otras partículas elementales.
En ralidad, se puede decir que un cristal “crece”, pero lo hace de un modo ciertamente trivial. Cuando se encuentra en una solución que contiene un compuesto semejante a él, dicho compuesto se irá depositando sobre su superficie; a medida que esto ocurre, el cristal se va haciendo mayor, pero el virus, igual que todos los seres vivos, crece de una manera más asombrosa: toma elementos de su entorno, los sintetiza en compuestos que no están presentes en el mismo y hace que se combinen unos con otros de tal manera que lleguen a dar una estructura compleja, réplica del propio virus.
Representación esquemática de la molécula de ADN, la molécula portadora de la información genética. Las moléculas se forman por la Asociación de dos o más átomos, que se mantienen juntas por medio de enlaces químicos.
Pero la evolución continuó su camino y se formaron moléculas de ADN que se ramificaron por todas partes dentro de muchas clases de seres vivos no ya tan pequeños y con otras características que vinieron a cambiar la faz del planeta.
La doble hélice del ADN consiste en dos polinucleótidos enlazados a través de puentes de hidrógeno entre bases de cada cadena. b) Una timina de un lado se une con una adenina del otro. c) Una citosina con una guanina. Las unidades menores , llamadas nucleótidos están constituidas por átomos de Carbono, Oxigeno, Nitrógeno, Hidrógeno y Fósforo; pero donde las proteínas tienen unas veinte unidades de aminoácidos, el ácido nucleico tiene solamente cuatro nucleótidos distintos.
Se han encontrado moléculas y aminoácidos necesarios para la vida en nebulosas
Se pueden encadenar miles de nucleótidos entre sí, como lo hacen las subunidades de aminoácidos de las proteínas en una variedad practicamente infinita de combinaciones, para formar cientos de miles de millones de moléculas de ácido nucleico. Exactamente igual que los aminoácidos, cada nucleótido es asimétrico y orientado a la izquierda. A causa de ello, la espina dorsal de una molécula de ácido nucleico, igual que la de una molécula de proteína, tiene una estructura helicoidal orientada hacia la derecha.
El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si bien en un grado mucho menor. Refiriéndonos al silicio, señalaremos que las “moléculas” que dicho átomo forma con el oxígeno y otros átomos, generalmente metálicos poseyendo gran nivel de información, difieren en varios aspectos de las moléculas orgánicas, es decir, de las que poseen un esqueleto de átomos de carbono.
El mundo de los silicatos es de una gran diversidad, existiendo centenares de especies de minerales. Esas diferencias se refieren fundamentalmente a que el enlace químico en el caso de las moléculas orgánicas es covalente, y cuando se forma la sustancia correspondiente (cuatrillones de moléculas) o es un líquido, como es el caso de los aceites, o bien un sólido que funde fácilmente. Entre las moléculas que lo forman se ejercen unas fuerzas, llamadas de Van der Waals, que pueden considerarse como residuales de las fuerzas electromagnéticas, algo más débiles que éstas. En cambio, en los silicatos sólidos (como en el caso del topacio) el enlace covalente o iónico no se limita a una molécula, sino que se extiende en el espacio ocupado por el sólido, resultando un entramado particularmente fuerte.
Realizando simulaciones en el supercomputador Mare-Nostrum de Barcelona, investigadores del CSIC y la Universidad Complutense de Madrid han comprobado que la clave del peculiar crecimiento de los cristales de nieve está en la estructura de su superficie. Predecir la forma y velocidad a la que crecen estos cristales puede ayudar a entender algunos efectos del cambio climático.
Al igual que para los cristales de hielo, en la mayoría de los silicatos la información que soportan es pequeña, aunque conviene matizar este punto. Para un cristal ideal así sería en efecto, pero ocurre que en la realidad el cristal ideal es una abstracción, ya que en el cristal real existen aquí y allá los llamados defectos puntuales que trastocan la periodicidad espacial propia de las redes ideales. Precisamente esos defectos puntuales podían proporcionar una mayor información.
El cristal ideal no existe, en su estado natural, todos tienen imperfecciones y, sólo el elaborado, se podría decir que son cristales perfectos y, sin embargo, la mano del hombre lo que ha producido con tal intervención es perder una valiosa información inserta en ese cuerpo natural.
Si prescindimos de las orgánicas, el resto de las moléculas que resultan de la combinación entre los diferentes átomos no llega a 100.000, frente a los varios millones de las primeras. Resulta razonable suponer que toda la enorme variedad de moléculas existentes, principalmente en los planetas rocosos, se haya formado por evolución de los átomos, como corresponde a un proceso evolutivo. La molécula poseería mayor orden que los átomos de donde procede, esto es, menor entropía. En su formación, el ambiente se habría desordenado al ganar entropía en una cierta cantidad tal, que arrojarse un balance total positivo.
No puedo dejar pasar la oportunidad, aunque sea de pasada, de mencionar las sustancias. Las así llamadas, son cuerpos formados por moléculas idénticas, entre las cuales pueden o no existir enlaces químicos. Veremos varios ejemplos. Las sustancias como el oxígeno, cloro, metano, amoníaco, etc, se presentan en estado gaseoso en condiciones ordinarias de presión y temperatura. En esas nebulosas como la de arriba, están todas presentes.
En cualquier caso, un gas como los citados consiste en un enjambre de las moléculas correspondientes. Entre ellas no se ejercen fuerzas, salvo cuando colisionan, lo que hacen con una frecuencia que depende de la concentración, es decir, del número de ellas que están concentradas en la unidad de volumen; número que podemos calcular conociendo la presión y temperatura de la masa de gas confinada en un volumen conocido.
El Plasma de las estrellas y otros cuerpos estelares forman el estado más común de la materia en nuestro Universo -al menos la que vemos-
Si las temperaturas reinantes, son de miles de millones de grados, el estado de la materia es el plasma, el material más común del universo, el de las estrellas (aparte de la materia oscura, que no sabemos ni lo que es, ni donde está, ni que “estado” es el suyo, o, si realmente existe).
Los (otros) estados de la materia: mucho más que sólido, líquido y gas
En condiciones ordinarias de presión, la temperatura por debajo de la cual existe el líquido y/o sólido depende del tipo de sustancia. Se denomina temperatura de ebullición o fusión la que corresponde a los sucesivos equilibrios (a presión dada) de fases: vapor ↔ líquido ↔ sólido. Estas temperaturas son muy variadas, por ejemplo, para los gases nobles son muy bajas; también para el oxígeno (O2) e hidrógeno (H2). En cambio, la mayoría de las sustancias son sólidos en condiciones ordinarias (grasas, ceras…
Fotografía del cometa C/2001 Q4 (NEAT) tomada el 7 de mayo de 2004 por el telescopio del Observatorio Nacional Kitt Peak, cerca de Tucson, Arizona. En estos objetos se encierran misterios que…
Un equipo de químicos de la Universidad de California en Berkeley y de la Universidad de Hawaii, Manoa, ha demostrado que las condiciones en el espacio pueden generar dipéptidos (pares de aminoácidos enlazados), que son elementos esenciales comunes a todos los seres vivos.
Moléculas esenciales para la vida y aminoácidos han sido localizados en las Nebulosas
El descubrimiento abre la puerta a la posibilidad de que estas moléculas llegaran a la Tierra a bordo de un cometa o de meteoritos, catalizando la formación de proteínas (polipéptidos), enzimas y moléculas aún más complejas y necesarias para la vida, como los azúcares.
Una de las posibilidades es que llegara del Espacio
Dic
11
¡La realidad! ¿La veremos algún día?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo y los pensamientos ~ Comments (0)
La Mente, con sus limitaciones intrínsecas, forma un marco dentro del cual nuestras ideas pueden juguetear; hasta la teoría más amplia está “enmarcada” en un vocabulario matemático, verbal o visual específico. Luego ponemos a prueba nuestras ideas comparándolas con una parte del mundo externo, que, sin embargo, tiene a su vez un marco a su alrededor. Este proceso es útil mientras no lleguemos a un campo sin marco, sin límites. El teorema de Gödel indica que esto nunca ocurrirá, que una teoría, por su misma naturaleza, requiere para su verificación la existencia o contemplación de un marco de referencia mayor. Es la condición límite, pues, la que brinda la distinción esencial entre la mente y el universo: los pensamientos y los sucesos están limitados, aunque la totalidad no lo esté.
¿Y de dónde provienen los límites? Muy posiblemente de la ruptura de simetrías cósmicas en aquellos primeros momentos de la génesis. Contemplamos un paisaje cósmico hundido por las líneas de fracturas de simetrías rotas, y tomamos de sus esquemas metáforas que aspiran a ser tan creativas, si no siempre tan agrietadas, como el universo que se proponen describir y que, en realidad, siempre nos parecerá extraño, dado que, nuestra ignorancia no nos deja contemplar la sencillez y belleza de su realidad escondida.
Esta hermosa Nebulosa que conocemos por el nombre de “Nebulosa del Capullo”, se muestra hermosa y colorida y nos enseña un paisaje encuadrado en una extensa región del Universo. La miramos y nos extasiamos con su inmensa grandeza y hermosura pero, sabemos lo que ahí está presente, comprendemos cómo surgen nuevas estrellas en esos conglomerados de gas y polvo interestelar, o, sabemos cómo y por qué surgen los diferentes colores? No siempre nuestras percepciones, nos llevan a la realidad y, necesitamos del conocimiento profundo de las cosas, de los mecanismos de la Naturaleza para comprender lo que, no siempre, nos pueden decir nuestros sentidos.
Finalmente, puede ser, pues, que el universo sea comprensible porque es defectuoso, que gracias a que renunció a la perfeccción del no ser por el revoltijo del ser existimos nosotros, percibimos la embrollada e imperfecta “realidad” y la sometemos a prueba con el fantasmal espectro de los pensamientos de la simetría primordial que la precedió. Y, como dijo aquel filósofo: Somos, por lo tanto, pensamos, o, como dijo el magistral cuentista Jorge Luis Borge: “Pese a uno mismo, uno piensa.”
La Ciencia, amigos míos, es un proceso, no un edificio, y se despoja de los viejos conceptos a medida que va creciendo. “Las Teorías” -nos decía Ernst Mach- son como hijas marchitas, que caen después de haber permitido al organismo de la ciencia respirar por un tiempo.” En la Naturaleza, caen ls hojas viejas y dan paso a nuevas hojas más fuertes y vigorosas que permiten el crecimiento del ser al que ayudan, y, de la misma manera, ocurre con las teorías que van renovándose con el paso del tiempo y a medida que, las podemos perfeccionar para ir avanzando en el conocimiento de las cosas. Considerada en su totalidad, la empresa científica es tan abierta como la expansión del universo.
Así, como le contesté en alguna ocasión al contertulio Fandila al responder a un comentario suyo:
“Nuestras explicaciones de la Naturaleza siempre serán inadecuadas, aunque sólo sea porque es la diferencia entre la idea y la realidad lo que hace posible la idea. Puede darse por sentado que la Naturaleza siempre conservará la cualidad misteriosa y mágica que surge del contraste entre sus innumerables esplendores y las limitaciones de nuestras metáforas. Nuestra realidad, está diseñada por el cerebro donde reside la Mente, y, ésta, conforma nuestro propio “universo” a partir de los datos que, del mundo exterior, le proporcionan nuestros sentidos. Tratándose de que nuestras sentidos están limitados y tienen carencias (hay animales que nos superan en algunos de los sentidos), los datos que transmitimos al cerebro, son, en realidad, “nuestros datos” no los datos que están ahí, en la Naturaleza. De esa manera, la Mente, confecciona una realidad que no siempre coincide con la realidad del mundo que nos rodea.”
Sí, es cierto, y antes lo decía. Hemos llegado a conseguir muchas cosas y hemos descubierto otras que nos han dado un conocimiento del Universo que nos acoge que, y si la imagen que de él tenemos no es exactamente todo lo fiel que se podría esperar, sí sabemos que se le aproxima bastante pero, eso, no debe hacernos olvidar la realidad y debemos ser conscientes de lo poco que sabemos. Si nos contemplamos desde una perspectiva fría, estaremos dispuestos a rebajar un poco nuestra autoestima y, precisamente, ese reconocimiento de lo poco que sabemos, hará posible que aumentemos ese saber que anhelantes perseguimos. Lo cierto es que somos seres de oscuridad y de luz y, aunque no lo confesemos, estamos enamorados de la muerte tanto como de la vida, estamos ansiosos por destruir y también por crear. Nuestras vidas, como nuestro planeta, la Tierra, oscilan suspendidas en una dualidad, mitad luz y mitad sombra. Si imploramos a la Naturaleza, será en vano; ella es indiferente a nuestro destino, y su costumbre es ensayarlo todo y ser implacable con la incompetencia. El 99 por ciento de todas las especies que poblaron la Tierra han desaparecido, y, podéis estar seguros, ninguna estrella titilará en nuestro homenaje si nosotros, en nuestra sin razón, las seguimos pronto.
Todas las cuestiones tienen dos asas, por una de las cuales se puede coger, y por la otra no. Si tu hermano te ofende, no abordes la cuestión por este lado, de esa asa no se puede coger la cuestión. En cambio, puedes abordarla por el otro lado, que él es tu hermano, tu amigo nato, el que contigo compartió tantas cosas… tantos momentos…; y cogiendo la cuestión por ese asa, podrás dominar la complicada cuestión que, de otra manera, habría dado con todo al traste.
De la misma manera debemos nosotros, como el hermano hizo, mirar hacia atrás en el tiempo, ver lo que nos pasó en el pasado y aprender de aquellos comportamientos que desembocaron en destrucción y locura, huir de lo que no dio resultados positivos y, coger el asa de “nuestra cuestión” por el lado bueno, el que nos podrá llevar más lejos y evitará nuestra propia destrucción. Ya vamos teniendo, en nuestras manos, poderes demasiado peligrosos y, si no sabemos manejarlos…
La edad más feliz de nuestras vidas…. ¡Todo inocencia y candor!
Por lo tanto, decimos -hablando como seres vivos y (creo) que como seres pensantes, como conquistadores del fuego que fuimos-, y decidimos elegir la Vida. Claro que para ello, debemos continuar el largo camino emprendido un día por aquellas Civilizaciones perdidas de Mesopotamia, Babilonia, Egipto, La India, China, Grecia… y otras, que nos dejaron un legado que no podemos despreciar ni olvidar, sino que, es nuestra obligación como especie, aumentar en cantidad y calidad para llegar a conocer el mundo que nos rodea observando la naturaleza que, en definitiva, es la única que tiene todas las respuestas.
“Cuanto más aprendemos acerca del mundo y cuanto más profundo sea nuestro aprendizaje, tanto más conscientes, específicos y articulados será nuestro conocimiento de lo que no conocemos, nuestro conocimiento de nuestra ignorancia. Pues, en verdad la fuente principal de nuestra ignorancia es el hecho de que nuestro conocimiento sólo puede ser finito, mientras que nuestra ignorancia es necesariamente infinita.”
Una cosa debemos tener presente, la Ciencia, no puede explicarlo todo. Los fenómenos que no tienen explicación deben preocupar a los científicos para que, haciendo uso de todos los medios a su alcance (también de la intuición y de la imaginación que genere ideas), nos lleven hacia esa verdad perseguida, lo que, realmente, no será nada fácil. La Teoría de la Relatividad tiene ya un siglo y ahí la tenéis, tan firme como el Peñón de Gibraltar, es inamovible y no será porque algunos no hayan tratado de derribarla.
El camino ha sido duro… ¿No lo estropearemos todo?
Así, como al principio os decía, hay realizaciones de las que la Humanidad puede, con justicia, sentirse orgullosa. Desde que los antiguos griegos (y antes) pusieron el mundo occidental en el camino de la ciencia, nuestra medición del pasado se ha profundizado desde unos pocos miles de años a más de diez mil millones de años, y la del espacio se ha extendido desde un cielo de techo bajo no mucho mayor que la distancia que nos separa de la Luna hasta llegar a un radio de más de diez mil millones de años-luz del universo que hemos podido llegar a observar. Tenemos fundadas razones para esperar que, todos esos logros, no serán en vano y podrán servir de palanca para conseguir mayores victorias y llegar a desvelar aquellos secretos de la naturaleza que, en definitiva, nos permitan continuar hacia adelante sin que nada, por imprevisto que pudiera ser, nos borre de la faz de la Tierra para que, dentro de algunos miles de millones de años, si por aquí apareciera, una nueva Civilización, ni tendría el menor rastro de nosotros. Procuremos que eso no pase y, el único camino:
¡Saber!
emilio silvera