Familias de Leptones y Quarks (que en tripletes forman los Hadrones), que son Fermiones, y, por otra parte, las llamadas partículas de fuerza, los Bosones que son las emisarias de las cuatro fuerzas fundamentales, ese es, el Modelo Estándar de la Física de partículas.

El Modelo Estándar considera que las partículas elementales son entes reductibles y cuantos cuya cinemática está regida por las cuatro interacciones fundamentales conocidas, excepto la gravedad, que no encaja en los modelos matemáticos del mundo cuántico.

 

“El modelo estándar de la física de partículas es una teoría relativista de campos cuánticos desarrollada entre 1970 y 1973 basada en las ideas de la unificación y simetrías​ que describe la estructura fundamental de la materia y el vacío considerando las partículas elementales como entes irreducibles cuya cinemática está regida por las cuatro interacciones fundamentales conocidas (exceptuando la gravedad, cuya principal teoría, la relatividad general, no encaja con los modelos matemáticos del mundo cuántico). La palabra “modelo” en el nombre viene de la década de 1970 cuando no había suficiente evidencia experimental que confirmara el modelo.¹​ Hasta la fecha, casi todas las pruebas experimentales de las tres fuerzas descritas por el modelo estándar están de acuerdo con sus predicciones. Sin embargo el modelo estándar no alcanza a ser una teoría completa de las interacciones fundamentales debido a varias cuestiones sin resolver.”

El modelo estándar es una poderosa herramienta pero no cumple todas las expectativas; no es un modelo perfecto. En primer lugar, podríamos empezar por criticar que el modelo tiene casi veinte constantes que no se pueden calcular. Desde luego, se han sugerido numerosas ideas para explicar el origen de todos estos parámetros o números inexplicables y sus valores, pero el problema de todas estas teorías es que los argumentos que dan nunca han sido enteramente convincentes. ¿Por qué se iba a preocupar la naturaleza de una fórmula mágica si en ausencia de tal fórmula no hubiera contradicciones? Lo que realmente necesitamos es algún principio fundamental nuevo, tal como el principio de la relatividad, pero no queremos abandonar todos los demás principios que ya conocemos. Ésos, después de todo, han sido enormemente útiles en el descubrimiento del modelo estándar. El mejor lugar para buscar un nuevo principio es precisamente donde se encuentran los puntos débiles de la presente teoría.

Una regla universal en la física de partículas es que para partículas con energías cada vez mayores, los efectos de las colisiones están determinados por estructuras cada vez más pequeñas en el espacio y en el tiempo.

El modelo estándar es una construcción matemática que predice sin ambigüedad cómo debe ser el mundo de las estructuras aún más pequeñas. Pero existen varias razones para sospechar que sus predicciones pueden, finalmente (cuando podamos emplear más energía en un nivel más alto), resultar equivocadas.

Vistas a través del microscopio, las constantes de la naturaleza parecen estar cuidadosamente ajustadas sin ninguna otra razón aparente que hacer que las partículas parezcan lo que son. Hay algo muy erróneo aquí. Desde un punto de vista matemático no hay nada que objetar, pero la credibilidad del modelo estándar se desploma cuando se mira a escalas de tiempo y longitud extremadamente pequeñas, o lo que es lo mismo, si calculamos lo que pasaría cuando las partículas colisionan con energías extremadamente altas. ¿Y por qué debería ser el modelo válido hasta aquí? Podrían existir muchas clases de partículas súper pesadas que no han nacido porque se necesitan energías aún inalcanzables. ¿Dónde está la partícula de Higgs? ¿Cómo se esconde de nosotros el gravitón?

En física, la noción de ajuste fino, se refiere a la situación en la que un cierto número de parámetros deben tener un valor muy preciso para poder explicar tal o cual fenómeno observado.

“Se cree que la ciencia ha debilitado la creencia en Dios. Como famoso científico Steven Weinberg, ganador del Premio Nobel, comentó: “cuanto más descubrimos acerca del universo, más insignificante parece todo”. Sin embargo, los descubrimientos de la física y la cosmología modernas en los últimos 50 años han demostrado que la estructura del universo se establece de una manera extraordinariamente precisa para la existencia de la vida; si su estructura fuera ligeramente diferente, incluso en un grado extraordinariamente pequeño, la vida no sería posible. En la mente de muchas personas, la explicación más directa de este notable afinamiento es algún tipo de propósito divino detrás de nuestro universo.

Este ajuste fino se divide en tres categorías: el ajuste fino de las leyes de la Naturaleza, el ajuste fino de las constantes de la física y el ajuste fino de las condiciones iniciales del universo.”

 

Si deseamos evitar la necesidad de un delicado ajuste de las constantes de la naturaleza, creamos un nuevo problema: ¿Cómo podemos modificar el modelo estándar de tal manera que el ajuste fino no sea necesario? Está claro que las modificaciones son necesarias, lo que implica que muy probablemente haya un límite más allá del cual el modelo tal como está deja de ser válido. El modelo estándar no será nada más que una aproximación matemática que hemos sido capaces de crear, de forma que todos los fenómenos que hemos observado hasta el presente están reflejados en él, pero cada vez que se pone en marcha un aparato más poderoso, tenemos que estar dispuestos a admitir que puedan ser necesarias algunas modificaciones del modelo para incluir nuevos datos que antes ignorábamos.

Más allá del modelo estándar habrá otras respuestas para preguntas que, en este momento, no sabemos ni plantear.

El gobierno de Estados Unidos, después de llevar gastados miles de millones de dólares, suspendió la construcción del super-colisionador superconductor de partículas asestando un duro golpe a la física de altas energías, y se esfumó la oportunidad para obtener nuevos datos de vital importancia para el avance de este modelo, que de momento es lo mejor que tenemos.

Se han estado inventando nuevas ideas, como la supersimetría y el technicolor. Los astrofísicos estarán interesados en tales ideas porque predicen una gran cantidad de nuevas partículas superpesadas, y también varios tipos de partículas que interaccionan ultra-débilmente, los technipiones. Éstas podrían ser las WIMP’s (Weakly Interacting Massive Particles, o Partículas Masivas Débilmente Interactivas) que pueblan los huecos entre las galaxias, y serían así las responsables de la masa perdida que los astrofísicos siguen buscando y llaman materia oscura.

Paul Dirac se sintió muy incómodo cuando en 1931 dedujo, a partir de su ecuación del electrón, que debería existir una partícula con carga eléctrica opuesta. Esa partícula no había sido descubierta y le daba reparo perturbar la paz reinante en la comunidad científica con una idea tan revolucionaria, así que disfrazó un poco la noticia: “Quizá esta partícula cargada positivamente, tan extraña, sea simplemente el protón”, sugirió. Cuando poco después se identificó la auténtica antipartícula del electrón (el positrón) se sorprendió tanto que exclamó: “¡Mi ecuación es más inteligente que su inventor!”. Este último comentario es para poner un ejemplo de cómo los físicos trabajan y buscan caminos matemáticos mediante ecuaciones de las que, en cualquier momento (si están bien planteadas), surgen nuevas ideas y descubrimientos que ni se podían pensar. Así pasó también con las ecuaciones de Einstein de la relatividad general, donde Schwarzschild dedujo la existencia de los agujeros negros.

Se piensa que al principio del comienzo del tiempo, cuando surgió el Big Bang, las energías eran tan altas que allí reinaba la simetría total; sólo había una sola fuerza que todo lo englobaba. Más tarde, a medida que el Universo se fue expandiendo y enfriando, surgieron las cuatro fuerzas que ahora conocemos y que todo lo rigen.

Tenemos los medios, en los super-colisionadores de partículas, para viajar comenzando por 1.000 MeV, hasta finalizar en cerca de 10¹⁹ MeV, que corresponde a una escala de longitudes de aproximadamente 10^–30 cm. Howard Georgi, Helen Quinn y Steven Weinberg descubrieron que ésta es la región donde las tres constantes de acoplamiento gauge se hacen iguales (U(1), SU(2) y SU(3)); resultan ser lo mismo. ¿Es una coincidencia que las tres se hagan iguales simultáneamente? ¿Es también una coincidencia que esto suceda precisamente en esa escala de longitud? Faltan sólo tres ceros más para alcanzar un punto de retorno que ya comentaremos. Howard Georgi y Sheldon Glashow descubrieron un modelo genuinamente unificado en el dominio de energías de 10¹⁹ MeV tal que, cuando se regresa de allí, espontáneamente surgen las tres fuerzas gauge tal como las conocemos. De hecho, ellos encontraron el modelo; la fórmula sería SU(5), que significa que el multiplote más pequeño debe tener cinco miembros.

El boson X predicho por Georgi-Glashow daría lugar a transiciones a través de masa que deben estar en la región de 10¹⁹ MeV. Una peculiaridad de este bosón X es que puede transformar los quarks en leptones e incluso en antiquarks.

Y, a todo esto, ¿Dónde está esa energía oculta? ¿Y donde la materia? Podemos suponer que la primera materia que se creo en el Universo fue la que llamamos “Materia Oscura” (mejor sería llamarla invisible), ya que, de no ser así, difícil sería explicar cómo se pudieron formar las primeras estrellas y galaxias de nuestro Universo, ¿Dónde está el origen de la fuerza de Gravedad lo hizo posible, sino en esa materia escondida?

¡Lo dicho! Necesitamos saber, y, deseo que de una vez por todas, se cumpla lo que dejó dicho Hilbert en su tumba de Gotinga (Alemania).

¡Que sea pronto!

Emilio Silvera Vázquez

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Hace mucho que el sueño de viajar a Marte y vivir en aquella Colonia es viejo para la Humanidad. De lo que nadie habla es de las vidas que costará tal Proyecto, y, si realmente merece la pena realizar el esfuerzo y pagar tan alto coste.

Para cuando esa imagen de arriba sea posible, tienen que haber pasado mucho, muchos, muchos años durante los cuales nuestra tecnología actual estuviera a un nivel tan alto que nos permitiera construir naves de miles de toneladas en una base en la Luna y disponer de nuevos combustibles sólidos que no hicieran necesaria la ocupación de la mayor parte del volumen de la nave para transportarlo. Que ese nuevo combustible fuera de tal manera y calidad que, con un trozo como una piedra de 5 kilos, se pudiera extraer energía para realizar el viaje y suministrar caloría, alumbrado y demás necesidades energéticas para todo el viaje y llevar una buena remesa para cubrir las necesidades futuras en el planeta.

Mientras que en los primeros años, la colonia se agrandaba más y más para dar cabida a instalaciones y personal obrero y científico, se irían preparando las condiciones necesarias para poder terra-formar aquel planeta que, con una atmósfera adecuada podría volver a ser un mundo habitable sin instalaciones artificiales de tan alto costo, no ya sólo en materiales, sino también en algunas vidas que, en estos proyectos siempre suelen perderse dada las dificultades que entrañan tan complejas misiones.

Se han ideado muchas maneras de cultivar plantas en el espacio haciendo pruebas en recintos artificiales preparados para ello y, los resultados, han sido óptimos siendo posible llevar a la práctica dichas instalaciones en un futuro próximo. Tenemos que pensar que, los viajeros-colonos no se pueden alimentar sólo con pasta metidas en tubos ni con pastillas de vitaminas. Además, en las instalaciones, se deben crear las condiciones de gravedad artificial para poder sobrevivir durante largos períodos en aquel planeta y, no digamos de los materiales que harían falta que tendrían que poseer una tecnología tan avanzada que no permitiera dejar pasar la radiación al interior.

Por primera vez alguien ha hecho algunos números serios sobre la descabellada misión Mars One de llevar a cuatro astronautas a Marte en 2023 para no volver. La escena de arriba, al menos por el momento es sólo un sueño. Poder ver humanos en el planeta Marte requiere de muchas cosas que no tenemos de entre las cuales, la más importante son los conocimientos para plantear un viaje seguro y poder construir allí una verdadera colonia segura para los viajeros a ese inhóspito mundo.

           Hay zonas que son el reino de los volcanes

En el pasado existió una intensa actividad volcánica en Marte. Tharsis Monts es la mayor región volcánica, estando Olympus Mons situado en el Noroeste, y la vasta estructura colapsada Alba Patera, en el Norte. Juntas, estas áreas volcánicas constituyen casi el 10% de la superficie del planeta. Hoy no hay volcanes activos en Marte, aunque en el pasado produjeron llanuras de lava que se extendieron cientos de kilómetros. Por otra parte, dicha actividad volcánica del pasado, creó una gran red de galerias subterráneas por las que corría la lava y, en un hipotético viaje al planeta, algunas de ellas podrían ser aprovechadas como hábitat más seguro.

Hay distribuidos cráteres de impacto a lo largo de todo Marte, aunque existe una altiplanicie casi completamente cubierta de cráteres, similar a las altiplanicies de la Luna, que cubre casi la mitad de la superficie del planeta, principalmente en el hemisferio Sur. Muchos de los cráteres de impacto más recientes, conocidos como cráteres de terraplén, tienen grandes pendientes en los bordes de su mantos de proyecciones, sugiriendo que la superficie estaba húmeda o llena de barro cuando se produjo el impacto.

    Estos eran sus canales de Marte. Valles Marineri, el cañón más grande del Sistema solar

Muy lejos quedan ya otros aspectos del planeta Marte que, durante décadas impactó en la imaginación de hombres como Giovanni Virginio Schiaparelli, Percival Lowell y Willian Henry Pickering que, a finales del siglo XIX y principio del XX, insistían en despejar las dudas sobre si existían realmente los Canales que hicieron famosos estos personajes de leyenda. Más tarde, hace más de veinticinco años algo curioso sucedió en las cercanías del planeta Marte. La nave Vikingo 1 de NASA se encontraba volando alrededor del planeta, tomando fotografías de posibles lugares para el aterrizaje de la nave hermana Vikingo 2, cuando descubrió, sobre la superficie, una figura en sombras muy semejante a una cara humana. Una cabeza enorme de unos tres kilómetros de extremo a extremo parecía estar devolviendo la mirada a la cámara desde una región del Planeta Rojo conocida como Cidonia.

Allí encontraron la famosa Cara de Marte

                                                        Cydonia de cerca

“La nave espacial Mars Global Surveyor nos ha enviado otro primer plano de la región de Cydonia en Marte.

Orbitando sobre despejados cielos Marcianos en un radio de unos 320 kilómetros, la cámara en órbita sobre Marte oteó el rasgo conocido como la «Ciudad» en Marte y produjo una imagen de alta resolución cubriendo una franja de unos 2,5 por 24 kilómetros, a unos 2,5 metros por píxel.”

La porción recortada de la imagen procesada muestra una área de aproximadamente 2,5 kilómetros de ancho.

Traducción de OBSERVARTORIO.Info

Imagen: Astronomía Of The Day

Las colinas duramente desgastadas por los rigores meteorológicos y las superficies resquebrajadas sugieren la erosión de los estratos de la vieja corteza Marciana.

Cidonia es una región del planeta Marte el cual ha atraído interés tanto científico como popular. El nombre se refería originalmente su característica de albedo que era visible desde los telescopios terrestres. El área limita con las llanuras de Acidalia Planitia y las tierras altas de Arabia Terra.

Imagínense la sorpresa de los controladores de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, cuando la cara apareció en sus consolas. Sin embargo, la sorpresa duró poco tiempo. Los científicos fácilmente concluyeron que ésta era solo otra meseta Marciana, muy común en los alrededores de Cidonia, solo que esta tenía sombras extrañas que la hacían aparecer como un Faraón Egipcio.

                     Mars Global Surveyor

Pero, amigos míos, la nave Mars  Global Surveyor abrió a la ciencia un nuevo horizonte en Marte. De alguna forma, el hombre, debe abordar de nuevo desde el principio la búsqueda de la vida en aquel planeta, lleno de secretos que sólo ahora empiezan a desvelarse después de más de un siglo de trepidantes debates entre astrónomos y aficionados.

La nave encontró inequívocos signos de la presencia de agua líquida en el planeta, algo que los científicos llevaban décadas tratando de confirmar. Es conocido que el agua líquida es el principal requisito para la vida tal como la conocemos nosotros, y si en el planeta rojo existe ese preciado elixir, como se ha podido comprobar mediante las investigaciones de la NASA, las posibilidades de que Marte sea un mundo vivo siguen plenamente vigentes.

Pocas dudas existen de la presencia de agua en Marte, incluso se cree que existen lagos subterráneos

El examen de las rocas marcianas realizado por la Mars Pathfinder y su juguetón vehículo todoterreno Sojourner confirmó lo que ya tenían claro muchos expertos: el agua había pasado por allí, probablemente hace muchos millones de años, tal como revelan las huellas dejadas por gigantescas corrientes en las zonas de aterrizaje.

En Marte existen grandes reservas de agua

Estudiando el terreno en muchas de las regiones del planeta, de manera clara y precisa, se puede comprobar la presencia de agua que, al parecer, brota desde el subsuelo. Es preciso no perder de vista el carácter altamente volcánico de Marte que, hace mucho tiempo tuvo una gran actividad de importantes erupciones y, la enorme cantidad de lava que corría por inmensas zonas del planeta, entre otras cosas, debieron horadar el terreno abriendo enormes galerías subterráneas que, en la actualidad, al estar situadas en las profundidades del planeta, deben tener una temperatura mayor que en la superficie, están resguardadas de la radiación, y, si el agua corre por allí, no sería nada extraña que, colonias de bacterias, hongos y líquenes estuvieran bien asentadas a ese nivel interior. Lástima que la misión Curiosity no esté preparada para estudiar esto.

Los ingenios robotizados que hemos enviado y seguimos enviando al planeta Marte están bien para realizar alguna que otra misión. Sin embargo, lo que es buscar signos de vida pasada o presente en aquel mundo… Será cosa de los humanos cuando podamos poner los pies en el suelo de ese mundo hostil que, con el tiempo, podríamos convertir en fértil y adecuado para instalarnos en él para cuando, los habitantes de la Tierra sean tantos miles de millones que, ni el propio planeta lo pueda soportar.

Si amigos, este sería el cambio de aquel árido planeta cuando lo podamos terra-formar.”La primera tarea sería espesar la atmósfera marciana. Mucha de esa atmósfera (y del agua) se cree que se fueron congelando en las capas polares a medida que el planeta se enfriaba. Estas capas están compuestas por hielo seco (bióxido de carbono congelado) y por hielo de agua. Algo de aquella atmósfera puede estar en el permafrost debajo de la superficie. ¿Cómo podríamos hacer para evaporar las capas de hielo y comenzar a elevar la temperatura de la atmósfera?. Tanto el agua como el bióxido de carbono son gases de invernadero. Esto es, atrapan el calor de la luz solar, lo que aumentaría la temperatura superficial. Así se comenzaría un ciclo que fundiría más hielo, calentaría el planeta, e incrementaría tanto la presión del aire como la temperatura. Este proceso se volvería auto-sostenible y podría llevar a un efecto invernadero desbocado. Aún cuando aumentaría la cantidad de bióxido de carbono en la atmósfera, es un paso necesario para el incremento de la presión y de la densidad de la atmósfera.

 

 

Marte: 588.6 W/m², o sea menos de la mitad de la densidad de radiación solar que se recibe en la Tierra. Además, teniendo en cuenta que la superficie de Marte es solamente el 28% de la terrestre, la radiación solar total recibida por Marte es aproximadamente ocho veces menor que la que se recibe en la Tierra.

La luz solar que cae sobre la superficie de un planeta, llega primordialmente como luz visible y ultravioleta. El planeta absorbe esta energía solar, y luego la irradia en forma de energía infrarroja hacia la atmósfera. Los gases de invernadero de la atmósfera funcionan como una capa aislante global, atrapando la radiación infrarroja e impidiendo que escape hacia el espacio.

        Los cambios que se podrían producir en el planeta serían asombrosos

La Humanidad necesitará en el futuro disponer de nuevos hábitats y, no sería mala idea que fuéramos planificando, poco a poco, la llegada de ese día que, aunque aún esté lejos en el futuro…, como todo en el universo, llegará. Si pensamos en los habitantes que tendrá la Tierra dentro de 100 años, nos daremos cuenta de que cada vez serán necesarios más recursos y, nuestro planeta, no los puede generar de manera ilimitada, llegará un momento en el que la presión humana sea tan grande que, ni la Tierra la podrá soportar.

                        A mí, todos estos escenarios me hacen imaginar…¡tantas cosas!

Hoy en día sabemos de los océanos y mares que hace muchos millones de años adornaban el planeta Marte, y, las Imágenes que de aquel planeta hemos podido captar, claramente nos hablan de las correntías y de torrentes rumorosos fluviales que, corriente abajo, horadaban las superficie del planeta dejando la huella de su presencia.

“El sistema del cañón Valles Marineris en Marte mientras el sol se pone. El Valles Marineris es más de 4000 kilómetros (km) de largo, hasta 200 km de ancho y hasta 7 km de profundidad, eclipsando el Gran Cañón de Arizona, Estados Unidos. Los cañones se encuentran en el borde sureste de la Tharsis Bulge y fueron creadas originalmente por fallamiento durante la formación de Tharsis. Los cañones han sido desgastados por la erosión hídrica y eólica. Por último, el desplome ha contribuido a ensanchar el cañón, de modo que la parte inferior es visible desde el espacio.”

Candor y Ophir Chasma

 

Las impresionantes imágenes de Valles Marineris el Cañón más grande del Sistema solar.

Valles Marineris cuenta con una extensión de más de 4000 km de largo por 200 de ancho, y alcanza una vertiginosa profundidad de 10 km, 10 veces más largo y cinco veces más profundo que el Gran Cañón del Colorado, lo que le convierte en el mayor cañón de nuestro Sistema Solar.

Valles Marineris y otros lugares del planeta tienen las pruebas de lo que Marte, en el pasado fue. Puede ser que Lowell se equivocara sobre la existencia de unos canales construidos por la mano de seres inteligentes en aquel planeta. Él concibió “los canales” como obras de ingeniería de una civilización inteligente para transportar el agua, pero quizá no lo estuviera en lo más importante, es decir, en su convicción sobre la existencia de vida en Marte. Es algo que no sabemos aún pero que, probablemente, no tardaremos mucho en saber.

Cuando dentro de unos años podamos viajar al planeta rojo sin tantos problemas como ahora, cuando se pueda explorar de verdad por humanos, nos encontraremos con la noticia:

“En el subsuelo de Marte, unos investigadores han encontrado líquenes, hongos y bacterias que han surgido alrededor de manantiales de agua líquida a una temperatura de 15 grados centígrados.”

Emilio Silvera Vázquez

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No sabemos explicar lo que es ni de dónde viene pero… ahí está 

El interés y la curiosidad es la madre del conocimiento

Bueno, a veces… La Conciencia aparece y no deja dormir si hay un motivo

Sí, como decía Kant, es un “universo” en miniatura

Cada vez hablamos del Cosmos sin introducir tantas conjeturas

Blog de Emilio Silvera Vázquez

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Si la materia no existe… ¿Es todo virtual? ¿Tendremos que dejar de lado hasta la más dina filosofía y agarrarnos a su rama más etérea que llaman Metafísica? Será el Ser solo Mente y Conciencia? Entonces ¿Cómo podemos tocar y sentir?

Lo cierto es que, si continuamos desarrollando el tema de la Conciencia, nos encontraremos en un escenario en el que, las preguntas serán siempre más abundantes que las respuestas.

¿Seremos simplemente una parte en evolución de la Conciencia Cósmica que todo lo rige?

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