Se encuentran elementos esenciales para la vida alrededor de una estrella joven. Usando el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un grupo de astrónomos detectó moléculas de azúcar presentes en el gas que rodea a una estrella joven, similar al sol. Esta es la primera vez que se ha descubierto azúcar en el espacio alrededor de una estrella de estas características. Tal hallazgo demuestra que los elementos esenciales para la vida se encuentran en el momento y lugar adecuados para poder existir en los planetas que se forman alrededor de la estrella.
La abundancia, distribución y comportamiento de los elementos químicos en el Cosmos es uno de los tópicos clásicos de la astrofísica y la cosmoquímica. En geoquímica es también importante realizar este estudio ya que:
– Una de las principales finalidades de la Geoquímica es establecer las leyes que rigen el comportamiento, distribución, proporciones relativas y relaciones entre los distintos elementos químicos.
– Los datos de abundancias de elementos e isótopos en los distintos tipos de estrellas nos van a servir para establecer hipótesis del origen de los elementos.
– Los datos de composición del Sol y las estrellas nos permiten establecer hipótesis sobre el origen y evolución de las estrellas. Cualquier hipótesis que explique el origen del Sistema Solar debe explicar también el origen de la Tierra, como planeta de dicho Sistema Solar.
– Las distintas capas de la Tierra presentan abundancias diferentes de elementos. El conocer la abundancia cósmica nos permite tener un punto de referencia común. Así, sabiendo cuales son las concentraciones normales de los elementos en el cosmos las diferencias con las abundancia en la Tierra nos pueden proporcionar hipótesis de los procesos geoquímicos que actuaron sobre la Tierra originando migraciones y acumulaciones de los distintos elementos, que modificaron sus proporciones y abundancias respecto al Cosmos.
La tabla periódica de los elementos es un arreglo sumamente ingenioso que permite presentar de manera lógica y estructurada las más simples sustancias de las que se compone todo: absolutamente todo lo que conocemos. Todos los elementos que conocemos, e incluso con lo que todavía no nos hemos encontrado, tienen un lugar preciso en ella, cuya posición nos permite conocer muchas de sus características. Ese grupo de casi cien ingredientes permite crear cualquier cosa. Pero no siempre fue así.
Me gusta la Gran Nebulosa de Orión. Hay ahí tantas cosas, nos cuenta tantas historias…
FUENTES DE DATOS DE ABUNDANCIAS COSMICAS DE LOS ELEMENTOS. Estos datos deben obtenerse a partir del estudio de la materia cósmica. La materia cósmica comprende: Gas interestelar, de muy baja densidad (10-24 g/cm3) y Nébulas gaseosas o nubes de gas interestelar y polvo.
Las nébulas gaseosas se producen cuando una porción del medio interestelar está sujeta a radiación por una estrella brillante y muy caliente, hasta tal punto se ioniza que se vuelve fluorescente y emite un espectro de línea brillante (que se estudian por métodos espectroscopios). Por ejemplo las nébulas de “Orión” y “Trífidos”. Las ventajas de estas nébulas difusas para el estudio de las abundancias son:
‑ Su uniformidad de composición.
‑ El que todas sus partes sean accesibles a la observación, al contrario de lo que ocurre en las estrellas.
También tiene desventajas:
‑ Solo se observan las líneas de los elementos más abundantes.
‑ Cada elemento se observa solo en uno o pocos estadios de ionización aunque puede existir en muchos.
‑ La mayoría de las nébulas exhiben una estructura filamentosa o estratiforme es decir que ni la D ni la T son uniformes de un punto a otro. A partir del medio interestelar (gas interestelar y nébulas gaseosas) se están formando continuamente nuevas estrellas.
Las estrellas se forman a partir del gas y el polvo de las Nebulosas
En las estrellas podemos encontrar muchas respuestas de cómo se forman los elementos que conocemos. Primero fue en el hipotético big bang donde se formaron los elementos más simples: Hidrógeno, Helio y Litio. Pasados muchos millones de años se formaron las primeras estrellas y, en ellas, se formaron elementos más complejos como el Carbono, Nitrógeno y Oxígeno. Los elementos más pesados se tuvieron que formar en temperaturas mucho más altas, en presencia de energías inmensas como las explosiones de las estrellas moribundas que, a medida que se van acercando a su final forman materiales como: Sodio, Magnesio, Aluminio, Silicio, Azufre, Cloro, Argón, Potasio, Titanio, Hierro, Cobalto, Niquel, Cobre, Cinc, Plomo, Torio…Uranio. La evolución cósmica de los elementos supone la formación de núcleos simples en el big bang y la posterior fusión de estos núcleos ligeros para formar núcleos más pesados y complejos en el interior de las estrellas y en la transición de fase de las explosiones supernovas.
Sir Fred Hoyle
No me parece justo hablar de los elementos sin mencionar a Fred Hoyle y su inmensa aportación al conocimiento de cómo se producían en las estrellas. Él era temible y sus críticas de la teoría del big bang hizo época por su mordacidad. Hoyle condenó la teoría por considerarla epistemológicamente estéril, ya que parecía poner una limitación temporal inviolable a la indagación científica: el big bang era una muralla de fuego, más allá de la cual la ciencia de la çepoca no sabía como investigar. Él no concebía y juzgó “sumamente objetable que las leyes de la física nos condujeran a una situación en la que se nos prohíbe calcular que ocurrió en cierto momento del tiermpo”. En aquel momento, no estaba falto de razón.
Pero no es ese el motivo de mencionarlo aquí, Hoyle tenía un dominio de la física nuclear nunca superado entre los astrónomos de su generación, había empezado a trabajar en la cuestión de las reacciones de la fusión estelar a mediado de los cuarenta. Pero había publicado poco, debido a una batalla continua con los “arbitros”, colegas anónimos que leían los artículos y los examinaban para establecer su exactitud, cuya hostilidad a las ideas más innovadoras de Hoyle hizo que éste dejara de presentar sus trabajos a los periódicos. Hoyle tuvo que pagar un precio por su rebeldía, cuando, en 1951, mientras él, permanecía obstinadamente entre bastidores, Ernest Opik y Edwin Sepeter hallaron la síntesis en las estrellas de átomos desde el Berilio hasta el Carbono. Lamentando la oportunidad perdida, Hoyle rompió entonces su silencio y en un artículo de 1954 demostró como las estrellas gigantes rojas podían corvertir Carbono en Oxígeno 16.
El Sol, dentro de 5.000 millones de años, será una Gigante roja primero y una enana blanca después
Pero, sigamos con la historia de Hoyle. Quedaba aún el obstáculo insuperable del hierro. El hierro es el más estable de todos los elementos; fusionar núcleos de hierro para formar nucleos de un elemento más pesado consume energía en vez de liberarla; ¿cómo, pues, podían las estrellas efectuar la fusión del hierro y seguir brillando? Hoyle pensó que las supernovas podían realizar la tarea, que el extraordinario calor de una estrella en explosión podía servir para forjar los elementos más pesados que el hierro, si el de una estrella ordinaria no podía. Pero no lo pudo probar.
Luego, en 1956, el tema de la producción estelar de elementos recibió nuevo ímpetu cuando el astrónomo norteamerciano Paul Merril identificó las reveladoras líneas del Tecnecio 99 en los espectros de las estrellas S. El Tecnecio 99 es más pesado que el hierro. También es un elemento inestable, con una vida media de sólo 200.000 años. Si los átomos de Tecnecio que Merril detectó se hubiesen originado hace miles de millones de años en el big bang, se habrían desintegrado desde entonces y quedarían hoy muy pocos de ellos en las estrellas S o en otras cualesquiera. Sin embargo, allí estaban. Evidentemente, las estrellas sabían como construir elementos más allá del hierro, aunque los astrofísicos no lo supiesen.
Estrella muy evolucionada que se transforma en otra cosa
Las estrellas de tecnecio son estrellas cuyo espectro revela la presencia del elemento tecnecio. Las primeras estrellas de este tipo fueron descubiertas en 1952, proporcionando la primera prueba directa de la nucleosíntesis estelar, es decir, la fabricación de elementos más pesados a partir de otros más ligeros en el interior de las estrellas. Como los isótopos más estables de tecnecio tienen una vida media de sólo un millón de años, la única explicación para la presencia de este elemento en el interior de las estrellas es que haya sido creado en un pasado relativamente reciente. Se ha observado tecnecio en algunas estrellas M, estrellas MS, estrellas MC, estrellas S, y estrellas C.
Estimulado por el descubrimiento de Merril, Hoyle reanudó sus investigaciones sobre la nucleosíntesis estelar. Era una tarea que se tomó muy en serio. De niño, mientras se ocultaba en lo alto de una muralla de piedra jugando al escondite, miró hacia lo alto, a las estrellas, y resolvió descubrir qué eran, y el astrofísico adulto nunca olvidó su compromiso juvenil. Cuando visitó el California Institute Of Technology, Hoyle estuvo en compañía de Willy Fowler, un miembro residetente de la facultad con un conocimiento enciclopédico de la física nuclear, y Geoffrey y Margaret Burbidge, un talentoso equipo de marido y mujer que, como Hoyle, eran escépticos ingleses en la relativo al Big Bang.
Hubo un cambio cuando Geoffrey Burbidge, examinando datos a los que recientemente se había eximido de las normas de seguridad de una prueba atómica en el atolón Bikini, observó que la vida media de uno de los elementos radiactivos producidos por la explosión, el californio 254, era de 55 días. Esto sonó familiar: 55 días era justamente el período que tardó en consumirse una supernova que estaba estudiando Walter Baade. El californio es uno de los elementos más pesados; si fuese creado en el intenso calor de estrellas en explosión, entonces, suguramente los elementos situados entr el hierro y el californio -que comprenden, a fin de cuentas, la mayoría de la Tabla Periódica- también podrían formarse allí. Pero ¿cómo?.
Nucleosíntesis estelar
Las estrellas que son unas ocho veces más masivas que el Sol representan sólo una fracción muy pequeña de las estrellas en una galaxia espiral típica. A pesar de su escasez, estas estrellas juegan un papel importante en la creación de átomos complejos y su dispersión en el espacio.
Elementos necesarios como carbono, oxígeno, nitrógeno, y otros útiles, como el hierro y el aluminio. Elementos como este último, que se cocinan en estas estrellas masivas en la profundidad de sus núcleos estelares, puede ser gradualmente dragado hasta la superficie estelar y hacia el exterior a través de los vientos estelares que soplan impulsando los fotones. O este material enriquecido puede ser tirado hacia afuera cuando la estrella agota su combustible termonuclear y explota. Este proceso de dispersión, vital para la existencia del Universo material y la vida misma, puede ser efectivamente estudiado mediante la medición de las peculiares emisiones radiactivas que produce este material. Las líneas de emisión de rayos gamma del aluminio, que son especialmente de larga duración, son particularmente apreciadas por los astrónomos como un indicador de todo este proceso. El gráfico anterior muestra el cambio predicho en la cantidad de un isótopo particular de aluminio, Al26, para una región de la Vía Láctea, que es particularmente rica en estrellas masivas. La franja amarilla es la abundancia de Al26 para esta región según lo determinado por el laboratorio de rayos gamma INTEGRAL. La coincidencia entre la abundancia observada y la predicha por el modelo re-asegura a los astrónomos de nuestra comprensión de los delicados lazos entre la evolución estelar y la evolución química galáctica.
Pero sigamos con la historia recorrida por Hoyle y sus amigos. Felizmente, la naturaleza proporcionó una piedra Rosetta con la cual Hoyle y sus colaboradores podían someter a prueba sus ideas, en la forma de curva cósmica de la abundancia. Ésta era un gráfico del peso de los diversos átomos -unas ciento veinte especies de núcleos, cuando se tomaban en cuanta los isótopos- en función de su abundancia relativa en el universo, establecido por el estudio de las rocas de la Tierra, meteoritos que han caído en la Tierra desde el espacio exterior y los espectros del Sol y las estrellas.
Supernova que calcina a un planeta cercano. Ahí, en esa explosión se producen transiciones de fase que producen materiales pesados y complejos. En una supernova, en orden decreciente tenemos la secuencia de núcleos H, He, O, C, N, Fe, que coincide bastante bien con una ordenación en la tabla periódica que es: H, He, (Li, Be, B) C, N, O… Fe.
¿Apreciáis la maravilla?
Las estrellas brillan en el cielo para hacer posible que nosotros estemos aquí descubriendo los enigmas del universo y… de la vida inteligente. Esos materiales para la vida sólo se pudieron fabricar el las estrellas, en sus hornos nucleares y en las explosiones supernovas al final de sus vidas. Esa era la meta de Hoyle, llegar a comprender el proceso y, a poder demostrarlo.
“El problema de la síntesis de elementos -escribieron- está estrechamente ligado al problema de la evolcuión estelar.” La curva de abundancia cósmica de elementos que mostraba las cantidades relativas de las diversas clases de átomos en el universo a gran escala. Pone ciertos límites a la teoría de cómo se formaron los elementos, y, en ella aparecen por orden creciente:
Como reseñamos antes la lista sería Hidrógeno, Helio, Carbono, Litio, Berilio, Boro, Oxígeno, Neón, Silicio, Azufre, Hierro (damos un salto), Plomo, Torio y Uranio. Las diferencias de abundancias que aparecen en los gráficos de los estudios realizados son grandes -hay, por ejemplo, dos millones de átomos de níquel por cada cuatro átomos de plata y cincuenta de tunsgteno en la Vida Láctea- y por consiguiente la curva e abundancia presenta una serie de picos dentados más accidentados que que la Cordillera de los Andes. Los picos altos corresponden al Hidrógeno y al Helio, los átomos creados en el Big Bang -más del p6 por ciento de la materia visible del universo- y había picos menores pero aún claros para el Carbono, el Oxígeno, el Hierro y el Plomo. La acentuada claridad de la curva ponía límites definidos a toda teoría de la síntesis de elementos en las estrellas. Todo lo que era necesario hacer -aunque dificultoso) era identificar los procesos por los cuales las estrellas habían llegado preferentemente a formar algunos de los elementos en cantidades mucho mayores que otros. Aquí estaba escrita la genealogía de los átomos, como en algún jeroglífico aún no traducido: “La historia de la materia escribió Hoyle, Fwler y los Burbidge_…está oculta en la distribuciíón de la abundancia de elementos”
E Hidrógeno, Helio, Litio.
En las estrellas de la serie principal: Carbono, Nitrógeno, Oxígeno.
En las estrellas moribundas: Sodio, Magnesio, Aluminio, Silicio, Azufre, Cloro, Argón, Potasio, Titanio, Hierro, Cobalto, Níquel, Cobre, Cinc, Plomo, Torio y Uranio.
Como habeis podido comprobar, nada sucede por que sí, todo tiene una explicación satisfactoria de lo que, algunas veces, decimos que son misterios escondidos de la Naturaleza y, sin embargo, simplemente se trata de que, nuestra ignorancia, no nos deja llegar a esos niveles del saber que son necesarios para poder explicar algunos fenómenos naturales que, exigen años de estudios, observaciones, experimentos y, también, mucha imaginación.
En la imagen de arriba se refleja el proceso Triple Alpha descubierto por Hoyle:
Amigos míos, son las 5,53 h., me siento algo cansado de teclear y me parece que con los datos aquí expuestos podéis tener una idea bastante buena de la formación de elementos en el cosmos y de cómo las estrellas son las máquinas creadoras de la materia cada vez más compleja y, el Universo, nos muestra de qué mecanismos se vale para poder traer elementos que más tarde formarán parte de los planetas, de los objetos en ellos presentes y, de la Vida.
Nos quieren hacer comulgar con ruedas de molino con el dichoso “Cambio Climático“, y, lo cierto es que, la Tierra, nuestro querido planeta, ha pasado a lo largo de su existencia por distintas fases y grandes cambios evolutivos, como sabemos, lo que se produce en el irreversible caminar del Tiempo, todo evoluciona a menor y mayor escala, nada permanece estático, todo cambia y nada permanece.
En algunas de las regiones donde en el presente podemos ver los actuales desiertos, antes (hace millones de años), lo que allí había eran mares y grandes océanos.
Se empeñan en meternos en la ecuación de los cambios, como si nosotros (los humanos), tuviéramos ese poder de hacer cambiar la Naturaleza que, realmente cambia por sí sola y se recicla conforme a reglas en las que no podemos tener participación alguna.
Las placas tectónicas, los volcanes, los terremotos, los Tsunamis, las grandes tormentas y los huracanes… ¿Qué tenemos nosotros que ver con todo eso? Sin embargo, no pocos grupos interesados y siempre con la intención de tenernos sometidos (de una u otra manera), no dejan de amenazar con dicho “Cambio Climático” para indicarnos como debemos vivir, lo que debemos comer, si podemos o no podemos viajar, impedir que circulemos libremente por la ciudades… ¡Vaya panda de canallas”
¡No podéis comer carne! el cambio climático no lo aconseja!
Si no tenéis un vehículo muy caro tampoco podéis entrar en el centro de la ciudad.
Necesitamos una Sociedad baja en Carbono (que dicho sea de paso es el eslabón de la Vida).
Evitar los gases de efecto invernadero (¿Cómo el que emiten los volcanes? ¿Cuándo podemos nosotros generar 4esos gases?
Podríamos seguir y llenar muchas páginas explicando que, nuestra especie, nunca ha tenido el poder de cambiar nada en lo que ya tiene programado la propia Naturaleza que sucederá de todas las maneras.
Sabemos del Universo que no sabemos cómo surgió, si está sólo o acompañado, si es cíclico y se reproduce una y otra vez, si cada vez que surge también viene acompañado por los mismos procesos que nos llevan hacia la vida…
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“Hubble capta una galaxia a 13.000 millones de años luz. El Telescopio Espacial Hubblede la NASA ha detectado una de las galaxias pequeñas más lejanas jamás vista, mirando a través de una lupa cósmica gigante. El objeto diminuto se encuentra a más de 13.000 millones de años luz de distancia.”
La imagen de arriba tomada por el Telescopio Espacial Hubble, fue cedida en su día por la NASA y, en ella, podemos contemplar la inmensidad de un Universo que no hemos llegado a conocer y, como nos pasa en tantas otras cuestiones, nos tenemos que conformar construyendo Modelos que nos aproximen a lo que pudo ser y que no reflejan, necesariamente, lo que fue.
Nuestro Sol, esa estrella mediana, amarilla del tipo G2V que, nos calienta y hace posible que la vida en el planeta Tierra esté presente. Ese suceso de la vida consciente en un planeta idóneo para la evolución de la materia hacia niveles de impensables rendimientos como, de hecho, son las ideas y los pensamientos, nos llevan a pensar que, nuestro Universo, “parece” que tenía un plan predeterminado para nosotros. Bueno, al menos eso nos gusta pensar para sentirnos más importantes.
Más allá de lo que el ojo puede ver
Sólo conocemos el Universo que nos ha dejado ver la luz, esa radiación electromagnética a la que es sensible el ojo humano, y, otras de ondas más cortas que mediante telescopios hemos podido captar, son las referencias visuales que del Universo tenemos y, hay que decir que, cuando podamos captar las ondas gravitatorias que emiten los Agujeros Negros, podremos ver un Universo nuevo.
Muchas son las maneras en las que hemos querido representar y “ver” a nuestro Universo. El concepto de un universo holográfico no es nada nuevo. Los sufíes del siglo XII llegaron a la conclusión de que “el macrocosmos es el microcosmos”. El Profeta egipcio Hermes Trismegisto dijo que la cuna de la comprensión universal es la clave y está en comprender que “el pequeño es como el grande”. Los alquimistas medievales tenían otro lema: “Como es arriba, es abajo”. Con el paso de los tiempos se han establecido unas claves para entender la realidad en que vivimos.
Claro que, para nosotros, no será fácil saber si, nuestra realidad, es la auténtica realidad del Universo. Estamos inmerso en nuestro “propio mundo”, el mundo de nuestros sentidos que nos hacen ver y sentir un universo propio, particular y supeditado a las potestades que dichos sentidos puedan tener… A partir de ahí… ¿Quién sabe?
Por ahí he podido leer que: “Hoy en día los superordenadores utilizan una técnica llamada “cuadrícula de cromodinámica cuántica”, una técnica que funciona a partir de las leyes físicas que rigen el Universo, capaz de simular con cierto grado de éxito pequeñas porciones del mismo en una escala de una billonésima de metro, un poco más grande que el núcleo de un átomo.
Para los investigadores, con el tiempo las simulaciones más potentes serán capaces de modelar en la escala de una molécula, luego de una célula e incluso de un ser humano. Para ello dicen que deberán pasar varias generaciones de equipos cada vez más potentes, tanto, que podrían simular porciones del Universo lo suficientemente grandes como para entender las limitaciones a las que se verían sometidos los procesos físicos que conocemos. Estas limitaciones serían la prueba de que, como dice Bostrom, vivimos en una simulación informática.”
Siempre hemos conjeturado, construido teorías y Modelos tratando de expresar lo que creemos que fue.
Lo único cierto es, que nadie sabe “la verdad” de en qué estamos inmersos y, sin embargo, todo el mundo habla y, como un profetas, nos dicen lo que fue, lo que es y hasta se atreven con lo que será… ¡Ilusos! De ilusión también se vive pero…, la cruda realidad vendrá de manos de la Naturaleza que, como debemos saber, siempre impone su ley.
Lo prudente es seguir avanzando y procurando desvelar “el saber del mundo”, y, mientras tanto, cuando queramos explicar alguna cosa decir: Por ejemplo, referido al átomo. Parece que el átomo se comporta como si, en su interior, tuviera protones y neutrones que, a su vez, pueden estar conformados por Quarks y, ese núcleo, parece estar rodeado por partículas denominadas electrones que hacen el conjunto atómico que. unidos, llegan a formar moléculas y estas la materia.
Si el reloj del Universo es el Tiempo… ¡No sabemos a qué velocidad se mueve! Pero eso sí, inventamos teorías para elucubrar que su movimiento es relativo y se puede frenar si andamos más rápido que él, o, que incluso se puede parar si se acerca a un Agujero Negro.
Ni conocemos el reloj (para nosotros eterno) del Universo, ni tampoco conocemos ese árbol del que tanto hablamos, el de la vida que resulta ser algo que nosotros mismos representamos y que no podemos explicar. ¿Se habrá visto mayor paradoja?
Eso se preguntaba Enrico Fermi, el físico Italiano, y, se conoce como “La Paradoja de Fermi!
Y si no estamos sólos, ¿por qué no están aquí? Bueno, seguramente por la misma razón por la que nosotros tampoco podemos estar allí. La Empresa nos sobrepasa y, seguramente, también a “ellos”, les viene grande. ¡Distancias inauditas! ¡Velocidades inalcanzables! ¡Tiempo de evolución de miles de millones de años! Todo eso junto, conforma la imposibilidad en la que nos encontramos de poder, estrechar la mano de esos seres que, como nosotros, pensarán en ese día que, cuando llegue (si es que llega), marcará un hito universal.
“Ellos” no están aquí por la misma razón que nosotros no estamos “allí”: Las insalvables distancias que nos separan y la limitación que nos impone el Universo de viajar a mayor velocidad que c (la velocidad de la luz en el vacío), con los medios actuales, tardaríamos 30.000 años en llegar a la estrella más cercana, Próxima Centauri.
¡Los hemos imaginado de tantas maneras! Lo hemos intentado y continuamos en el empeño pero… Las cosas no serán fáciles para poder, algún día, decir que no estamos solos en el inmenso Universo.
Muchos antes que nosotros han intentado descubrir nuestro lugar en el mundo, los secretos que la Naturaleza esconde, el por qué el Universo nos muestra cosas que no siempre llegamos a comprender, y, seguimos intentando llegar a esa “verdad” que incansables perseguimos. Y, mientras tanto conseguimos saber donde estamos, de donde venimos y hacia donde vamos, seguimos enredados cuestiones tales como:
“La Paradoja de Olbers en acción. A medida que se consideran las estrellas situadas en capas y capas más lejanas a la Tierra el cielo debería verse más y más luminoso.”
Sí, somos conscientes -al menos algunos- de nuestras limitaciones y, sabiendo eso, no cedemos en el empeño de saber, lo que el Universo es, y, de paso, si podemos captar algún dato esencial sobre nosotros… ¡mucho mejor!
Incluso tenemos dudas fundadas en saber, a ciencia cierta, en qué clase de universo estamos: ¿Es plano, es abierto, es cerrado? La cantidad de materia que contenga nuestro Universo, eso que llaman Omega y que determina la Densidad Crítica, dirá la última palabra sobre el tema para conocer cómo será el final que aguarda al inmenso universo.
Como las podemos observar, sí podemos explicar su evolución. Sin embargo, si alguien nos pregunta: ¿Cómo se formaron las galaxias? La única respuesta seria que podríamos dar sería… ¡No lo sabemos! Nadie ha podido dar una razón convincente de cómo se pudieron formar las galaxias a pesar de la expansión de Hubble. ¿Qué había allí que generaba Gravedad y retenía la materia el tiempo suficiente para que se formaran? Nadie lo sabe. Sospecho que algo tiene que ver con eso… ¡la sustancia cósmica! o “materia primigenia” surgida en el universo en el primer momento de su existencia y que, aunque no la veamos, está dispersa por todas partes.
Lo tenéis en Internet en el formato PDF, algunas ideas interesantes que os pueden despertar la Mente
Lo que no podemos asegurar es que todos los pensamientos surgidos de las mentes humanas sean constructivos y, como tales, se encaminen en la dirección correcta de construir un mundo más justo y equitativo donde todos (que somos uno). tengan las mínimas posibilidades para vivir de manera digna sea cual fuere su procedencia o condición. La desigualdad en el mundo nos degrada como seres humanos que no han sabido alcanzar la meta de esa Ley no escrita pero que está en la mente de todos: Justicia, igualdad, equidad, y, bienestar para todos los seres del mundo.
Sin embargo, nadie puede negar que formamos parte del Universo. Somos, en realidad, la parte del Universo que puede pensar y generar ideas y pensamientos y… ¡hasta sentimientos! Lo cual, es algo tan inconmensurablemente grande que… ¿No sabemos en que podrá desembocar finalmente!.
¿A qué resultará que no somos tan insignificantes?
Tenemos que estar muy pendientes de los volcanes y es que los geólogos ponen en aviso sobre un supervolcán que puede despertar y acabar sumiendo al mundo en un absoluto caos. El planeta Tierra tiene que enfrentarse a fenómenos de la naturaleza, como ha pasado recientemente en España con la DANA que ha asolado muchos territorios, demostrando que la vida puede cambiar de un momento a otro. En el aspecto de los volcanes, hay muchos activos en el mundo y mantienen una actividad que no siempre se puede predecir con facilidad.
Disponemos de sistemas que intentan predecir el tiempo, el exterior de la Tierra y también el interior que tiene efectos sobre todo lo que vemos. Pero es algo imposible, ya que estamos ante una serie de elementos que pueden acabar siendo los que marquen una diferencia importante. Ha llegado el momento de esperar a una serie de elementos que son los que marcarán un antes y un después, de la mano de importantes cambios que tenemos por delante. La Tierra nos manda más de una señal y este supervolcán puede ser alguna de ellas que quizás nunca hubieran imaginado que fuera tan peligrosa.
La advertencia que lanzan los geólogos
La tierra se está abriendo
La geología es una ciencia que lleva años intentando conocer qué es lo que sucede bajo la superficie de un planeta que sigue guardando sorpresas. Todo lo que sucede en las profundidades de esta Tierra que quizás despierte más de un corazón interno, puede acabar marcando un antes y un después.
Los volcanes son elementos que desde que el planeta se formó, forman parte de todo lo que sucede a nuestro alrededor. Siendo un elemento natural que podría acabar generando más de un elemento que quizás hasta ahora no habíamos tenido en cuenta y que puede acabar siendo clave.
La NASA está explorando formas de evitar una catástrofe global y planea crear una innovadora planta de energía geotérmica.
LA ERUPCIÓN DE YELLOWSTONE PODRÍA CAUSAR EL FIN DE LA HUMANIDAD
El supervolcán de Yellowstone, situado en el Parque Nacional de Yellowstone, en Estados Unidos, es uno de los más grandes del mundo.
En ocasiones su actividad ha producido un flujo de lava, pero tiene el potencial de causar una verdadera devastación global.
Cada 600.000 años aproximadamente, la caldera de Yellowstone entra en erupción, formando grandes calderas y cráteres de decenas de kilómetros de diámetro. Se calcula que la próxima erupción podría acabar con toda la humanidad.
Esta erupción es una de las mayores amenazas naturales para la humanidad, según la NASA, y la probable próxima erupción del Yellowstone es la que más miedo causa entre los geólogos y especialistas.
Con unos 85 kilómetros de largo y 45 de ancho, la caldera alberga una gigantesca cámara de magma que podría precipitar el fin de la humanidad, si entrara en erupción.
Según las estimaciones de la ONU, esto marcaría el inicio de un terrible invierno volcánico y provocaría una hambruna mundial, dejándonos con reservas de alimentos suficientes para sobrevivir durante dos meses y medio.
Conocemos el estado de los volcanes que tenemos cerca, los vemos como una posible amenaza, pero, lo que quizás no sabíamos es un detalle que se ha convertido en un riesgo para todos. La llegada de un supervolcán o el descubrimiento de este elemento que puede provocar más de un problema.
Este supervolcán es el que ha generado entre los expertos un miedo mayor. Ante la falta de poder lanzar algunas previsiones sobre lo que puede provocar este volcán y las consecuencias de este. Tocará estar pendiente de una advertencia cuyos detalles debemos conocer.
El supervolcán que puede sumir al mundo en el caos si despierta
Astronoo es un portal especializado que nos ayuda a conocer un poco más determinadas zonas del planeta. En este caso estamos ante una de las zonas volcánicas con más actividad del planeta. Cada año se activan las alertas ante la posible llegada de un nuevo detalle que hace predecir el desastre.
Los volcanes suelen ser impredecibles, por lo que, debemos estar muy pendientes de ellos. Los geólogos miran con lupa una de las zonas en las que más densidad de estos volcanes existe, por lo que deben estar en permanente contacto con unos elementos que en cualquier momento pueden estallar.
Lo hemos visto a lo largo de la historia y lo volvemos a ver, con la mirada puesta a una serie de detalles que son los que marcarán una diferencia importante. Estamos ante un cambio de ciclo, o al menos, esto es lo que parece en cuanto a la actividad volcánica de un planeta que parece que se va relacionando entre sí.
Siguiendo con la explicación de estos expertos: «Los Campos Flégreos (Campi Flegrei) es una gran área volcánica ubicada en la región de Campania en Italia, cerca de la ciudad de Nápoles. Esta región volcánica tiene una gran importancia geológica e histórica, ya que alberga varias calderas impresionantes, incluida la de Solfatara. Las calderas son depresiones geológicas formadas por el derrumbe del suelo después de una gran erupción volcánica. Proporcionan pistas valiosas sobre erupciones pasadas y cambios en el paisaje volcánico a lo largo del tiempo.
“Los Campos Flégreos son una vasta caldera volcánica situada a 9 km al noroeste de la ciudad de Nápoles, cuya mayor parte está bajo el agua. Su nombre deriva del griego antiguo, que significa «ardientes».
La zona aún tiene 24 bocas de cráteres y elevaciones volcánicas, y algunas presentan manifestaciones gaseosas efusivas, en el área de la Solfatara de Pozzuoli, o hidrotermales, en Lago de Agnano.
Los Campos Flégreos son conocidos por su actividad geotérmica, que incluye aguas termales, fumarolas y solfataras. Estos fenómenos geotérmicos resultan del calor y los gases liberados por los volcanes. Se utilizan con fines geotérmicos, energéticos y terapéuticos. La caldera más conocida de la región es la de Solfatara, que es un cráter volcánico activo. Se caracteriza por la emisión de gases sulfurosos, vapor y lodos burbujeantes».
¿Podría estar próxima la erupción del “supervolcán más peligroso de Europa?
Siguiendo con la misma explicación: «La región de los Campos Flégreos tiene una rica historia y ha estado habitada desde la antigüedad. Restos arqueológicos, como las ciudades romanas de Pompeya y Herculano, atestiguan la antigua presencia de civilizaciones que florecieron en esta fértil zona volcánica. Los campos flegreos también son de gran importancia en términos de gestión del riesgo volcánico. Por su continua actividad volcánica, son un laboratorio natural para el estudio y predicción de erupciones volcánicas. Los científicos están monitoreando de cerca el área en busca de signos de posible actividad volcánica y para advertir sobre los riesgos para la población local. El área ofrece paisajes únicos, formaciones geológicas interesantes y oportunidades para practicar senderismo y exploración. Hay alrededor de 1.500 volcanes terrestres activos, de los cuales alrededor de 60 entran en erupción cada año».
Reportaje de O.K Diario con algunos añadidos de la NASA y otros.
Estamos durmiendo sobre la durmiente Naturaleza y no le prestamos atención hasta que no se despierta.
En esta inmensa, colorida y hermosa Nebulosa se crean nuevas estrellas que, llenas de energía emiten radiaciones ultravioletas que ionizan toda la región que las circundan y hace que la Nebulosa resplandezca como una inconmensurable isla de luces y colores que nos desata la imaginación sabiendo que nuevas estrellas y mundos surgen de todo ese conglomerado de gas y polvo que interacciona con las fuerzas de la Naturaleza presentes en todas partes.
El universo entero es energía. En sus formas diferentes la energía cambia continuamente y lo mismo hace que brillen las estrellas del cielo, que los planetas giren, que los estables átomos formen moléculas y materia, que las plantas crezcan o que las civilizaciones evolucionen.
La ciencia del siglo XIX reconoció la universalidad de la energía y supo ver que la Humanidad sin energía que hiciera el trabajo más duro, no evolucionarían en el bienestar social y el saber. De todas maneras, aún hoy día, a comienzos del siglo XXI, no tenemos un conocimiento unificado de todos los ámbitos y disciplinas, que relacionados de una u otra manera con la energía, nos presente una visión global y completa de este problema. Los estudios energéticos modernos se presentan fragmentados, divididos en disciplinas, y los científicos que trabajan en cada una de ellas están muy ocupados para leer el resultado obtenido en los otros estudios.
Los geólogos, por ejemplo, al tratar de entender las grandes fuerzas que transforman la superficie del planeta por el movimiento de las placas tectónicas, rara vez están al día de los descubrimientos en las otras ramas de la energética moderna, donde se estudia desde el esfuerzo de un corredor de élite hasta el vuelo de un colibrí.
Los ingenieros se preocupan por las plantas generadoras de electricidad y piensan poco en las constantes fundamentales de la energía o en los cambios que determinaron la evolución de las sociedades antes de la llegada de la civilización de los combustibles fósiles.
Energía es todo, desde el Sol hasta un embarazo; desde el pan que comemos hasta un microchip. Sin embargo, es difícil que un técnico pueda pensar en ello cuando está centrado en resolver el problema del momento.
También aquí está presente la energía
La progresión lógica se realiza siguiendo una secuencia progresiva desde los flujos de energía planetarios a la vida de las plantas y los animales, siguiendo con la energía humana, la energía en el desarrollo de las sociedades preindustriales y modernas, y concluyendo con el transporte y los flujos de información, que son las dos características más importantes de la civilización de los combustibles fósiles.
Los que han leído algunos de mis trabajos saben que aquí podrán encontrarse con datos y materias diversas, y aunque el tema central, como he reseñado por título, es la evolución por la energía, también podrán leer sobre la entropía, las fuerzas de la naturaleza, el átomo, o incluso, del Sol, los vientos, radiación solar o cualquier dato que, en realidad, pueda estar conectado con el concepto de energía.
El conocimiento, las peculiaridades y las complejidades de las diferentes formas de energías, así como su almacenamiento y transformación, requiere que cuantifiquemos esas cualidades y procesos. Para ello debemos introducir cierto número de conceptos científicos y medidas, así como sus unidades correspondientes.
Al hablar sobre energía nos encontramos con el problema de que el uso en el habla común de muchos términos científicos está equivocado. Como dice Henk Tennekes, “hemos creado una terrible confusión con los conceptos físicos simples en la vida ordinaria”. Pocos de esos malentendidos son tan generales y molestos como los relacionados con los términos energía, potencia y fuerza.
Definimos fuerza como la intensidad con la que intentamos desplazar – empujar, tirar, levantar, golpear… – un objeto. Podemos ejercer una fuerza enorme sobre la roca que sobresale en una montaña incluso si ésta permanece inmóvil. Sin embargo, sólo realizamos trabajo cuando el objeto que empujamos se mueve en la dirección de la fuerza aplicada. De hecho, se define el trabajo realizado como el producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida. La energía, como se define en los libros de texto, es “la capacidad de hacer trabajo”, y así, ésta se medirá con las mismas unidades que el trabajo.
Si medimos la fuerza en unidades denominadas newton (N), llamada así en honor de Isaac Newton, y la distancia en metros (m), el trabajo se mide en la malsonante unidad de newton-metro. Para simplificar, los científicos llaman al newton-metro julio (J), en honor de James Prescot Joule (1.818 – 1.889), quien publicó el primer cálculo preciso de la equivalencia entre trabajo y energía. El julio es la unidad estándar de trabajo y energía.
La potencia es simplemente la tasa de trabajo, es decir, un flujo de energía por unidad de tiempo. A un julio por segundo lo llamamos vatio (W) en honor de James Watt (1.736 – 1.819), inventor de la máquina de vapor mejorada y el hombre que estableció la primera unidad de potencia, que no fue el vatio sino el caballo de vapor (CV), una unidad aproximadamente igual a 750 W.
Seguimos con algunas tablas para documentarnos:
Almacenamiento de energía
Energía de
Magnitud
Reservas mundiales de carbón
200.000 EJ
Reservas mundiales de masa vegetal
10.000 EJ
Calor latente de un tormenta
5 PJ
Carga de carbón de un camión de 100 t
2 TJ
Barril de petróleo crudo
6 GJ
Botella de vino de mesa blanco
3 MJ
Garbanzo pequeño
5 KJ
Mosca en la mesa de la cocina
9 mJ
Gota de agua de 2 mm en una hoja de árbol
4 μJ
Flujos de energía
Energía de
Magnitud
Radiación solar
5.500.000 EJ
Fotosíntesis mundial neta
2.000 EJ
Producción mundial de combustibles fósiles
300 EJ
Huracán típico en el Caribe
38 EJ
La mayor explosión de bomba H en 1.961
240 PJ
Calor latente de un tormenta
5 PJ
Bomba de Hiroshima en 1.945
84 TJ
Metabolismo basal de un caballo grande
100 MJ
Ingesta diaria de un adulto
10 MJ
Pulsación de una tecla del ordenador
20 mJ
Salto de una pulga
100 nJ
Para avanzar un poco más tenemos que pasar de empujar y tirar (lo que llamamos energía mecánica o energía cinética) a calentar (energía térmica). Definimos una unidad llamada caloría como la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un gramo de agua desde 14’5 a 15’5 ºC. Usando esta unidad podemos comparar energías térmicas, pero una vez más, esta unidad no nos permite comparar todas las clases diferentes de energías.
Si nos preguntamos ¿qué es la energía?, esta pregunta no es fácil de contestar. Incluso uno de los más grandes físicos modernos resulta de poca ayuda: “es importante darse cuenta de que en física, en realidad, no se sabe muy bien qué es la energía. No tenemos una idea de por qué la energía está formada por pequeños pulsos de una cantidad definida”, decía Richard Feynman en su libro Lectures on Physics.
David Rose, para definir la energía, decía: “es un concepto abstracto inventado por los físicos en el siglo XIX para describir cuantitativamente una amplia variedad de fenómenos naturales”.
Definir la energía no ha sido nunca cosa fácil, dado que está presente en todo lo que podamos mirar desde una piedra que yace en las finas arenas del fondo de un río, la montaña que majestuosa nos mira desde su altanera e imponente figura, la simple visión de un hermoso árbol, y, sobre todo, energía para mí… ¡son las estrellas del espacio interestelar! que crean el material del que se forjan los mundos y surge la vida, la más elevada forma del energía que está presente en nuestro Universo.
El conocimiento moderno de la energía incluye un número de descubrimientos fundamentales: la masa y la energía son equivalente; los diferentes tipos de energía están relacionados por muchas transformaciones; durante esas transformaciones, la energía no se destruye (primer principio de la termodinámica) y esta conservación de la energía está inexorablemente acompañada por una pérdida de utilidad (segundo principio de la termodinámica).
El primer descubrimiento, descrito en una carta de Einstein a un amigo suyo como una “idea atrevida, divertida y atractiva”, se resume en su ecuación m = E/c2, que en su versión más famosa se escribe como E = mc2; la ecuación más conocida de la física.
El segundo descubrimiento se demuestra continuamente en miles de trasformaciones energéticas que se producen en el universo. La energía gravitatoria mantiene las galaxias en movimiento, a la Tierra girando alrededor del Sol y confinada la atmósfera que hace nuestro planeta habitable. La transformación de la energía nuclear en el interior del Sol produce el continuo flujo de energía electromagnética, llamada radiación solar. Una pequeña parte de esa energía llega al planeta Tierra que, a su vez, libera energía geotérmica. El calor producido en ambos procesos pone en movimiento la atmósfera, los océanos y las gigantescas placas tectónicas terrestres.
Una pequeña parte de la energía radiante del Sol se transforma, a través de la fotosíntesis, en reservas de energía química, que son utilizadas por muchas clases de bacterias y plantas. Los seres heterótrofos (organismos que van desde las bacterias, los protozoos y los hongos hasta los mamíferos), ingieren y reorganizan vegetales de las plantas en nuevos enlaces químicos y los utilizan para crear energía mecánica (cinética).
Piscina de energía geotérmica en el Parque Nacional Yellowstone en Wyoming EE.UU.
¿Qué decir de la atmósfera de la Tierra?
La atmósfera terrestre (troposfera y estratosfera) es tan delgada que, dibujando el planeta con un diámetro de 10 cm, tendría un espesor de unos 0’4 milímetros, equivalente al grosor de una línea de lápiz. Sin embargo, esta delgada capa gaseosa posee una importancia crítica para mantener el balance energético de la Tierra.
El planeta es adecuado para el desarrollo de la vida debido a que su atmósfera el llamativamente diferente de la de sus vecinos más próximos. La atmósfera de Venus está compuesta en un 96 por ciento de CO2, con un 3’5 por ciento de nitrógeno y trazas de gases nobles. La atmósfera de Marte contiene un 95’3 por ciento de CO2, un 2’7 por ciento de nitrógeno, 1’6 por ciento de argón y también trazas de agua y O3. Una atmósfera parecida a la terrestre determinaría que en la superficie marciana la temperatura sería superior a los 200º C y la presión de unos pocos MPa. En tales condiciones no podría existir vida compleja basada en el carbono con tejidos húmedos.
Hay pocas dudas de que la primera atmósfera de la Tierra contuviera abundante CO2, pero no está claro si su posterior desaparición se debió exclusivamente a procesos geoquímicos inorgánicos (sobre todo a la pérdida de ácido carbónico), o si los primeros organismos fueron importantes en la posterior conversión de CO2 en sedimentos de CaCO3. Parece claro, por el contrario, que la fotosíntesis llevada a cabo inicialmente por bacterias fue la responsable de la transformación de la atmósfera sin oxígeno en el Arcaico.
La Biosfera se vio protegida contra la radiación ultravioleta que llegaba del espacio
El aumento de oxígeno comenzó a acelerarse hace unos 2.100 millones de años y el actual nivel del 20 por ciento se alcanzó hace unos 300 millones de años. El aumento del oxígeno troposférico permitió la formación de ozono estratosférico, que protegió la biosfera de la energética radiación UV de longitudes de onda inferiores a 295 nm. Sin esta protección no hubiera sido posible la evolución de plantas y animales más complejos, ya que si la radiación UV de frecuencias menores ya mata los gérmenes y quema la piel, la de frecuencias altas es letal para la mayoría de los organismos.
Las actividades humanas pueden modificar poco las proporciones de los constituyentes atmosféricos. La cantidad de nitrógeno que se utiliza para sintetizar amoniaco representa una fracción despreciable de las enormes reservas troposféricas y la desnitrificación finalmente recicle todo el gas. Incluso el consumo de todas las reservas conocidas de combustibles fósiles (un hecho imposible debido a los costos prohibitivos de la extracción de algunas de estas fuentes de energía, sumergidas en las fosas abisales a miles de kilómetros de profundidad) reduciría la concentración de O2 en menos de un 2 por ciento.
Las emisiones locales y regionales de aire contaminado contienen muchos gases, pero los riesgos de un cambio climático global sólo pueden venir de mayores emisiones de compuestos en trazas. Algunos de esos gases (sobre todo CO2, N2O y CH4), así como el vapor de agua, absorben fuertemente la radiación en el espectro IR. Consecuentemente, la radiación IR emitida por la superficie de la Tierra tiene longitudes de onda comprendidas en distintas ventanas intercaladas entre bandas de absorción.
Las bandas de absorción más importantes del vapor de agua están comprendidas entre 2’5 y 3 μm y entre 5 y 7 μm, mientras que el CO2 tiene dos picos estrechos en 2’5 y 4 μm, y una banda más ancha cerca de los 15 μm. Como la radiación terrestre está completamente incluida en el espectro IR, esta absorción tiene un gran efecto en el balance de la radiación de la Tierra.
Para mantener la biosfera habitable hacen falta solamente concentraciones muy pequeñas de gases de “efecto invernadero”. El CO2 representa actualmente sólo unos 360 ppm* (menos del 0’04%) de la atmósfera terrestre, y los demás gases en traza miden en ppb o ppt. Esta composición hace que la temperatura media en la superficie del planeta sea de unos 16º C, la cual, combinada con una presión superficial de 101 KPa, asegura que el agua permanezca líquida y que sea posible la fotosíntesis y el metabolismo heterótrofo. Hay que procurar (hablando coloquialmente) que Gaia no se enfade, ya que el aumento de las concentraciones de gases en traza elevaría gradualmente la temperatura media de la troposfera.
La conversión de bosques y praderas en campos de cultivo y la utilización de combustibles sólidos han hecho aumentar las emisiones de CO2, mientras que el creciente uso de fertilizantes nitrogenados, la cada vez más numerosa cabaña vacuna y el aumento del cultivo de arroz emiten cantidades adicionales de N2O y CH4. Los fluorforocarbonados, además de sus destructivos efectos sobre el ozono troposférico, son gases con efecto invernadero muy potentes. Debido a la acción combinada de los gases invernaderos antropogénicos, el flujo medio de calor absorbido ha aumentado en 2’5 W/m2 en grandes áreas del hemisferio norte, pero no estamos seguros de hasta dónde llegará esta tendencia ni de su velocidad. Lo mejor sería no confiarse; mi padre, hombre no cultivado, decía a menudo que “más vale un por si acaso que un yo creí”.
La atmósfera también interviene en el balance energético del planeta redistribuyendo el calor sensible y el calor latente del agua con los vientos y las lluvias, y de una manera completamente diferente pero más espectacular, con los rayos. La mayoría de esas descargas de elevadísima concentración de energía se originan en los cumulonimbos, y tienen una enorme potencia (duplicar el tamaño de la nube implica aumentar la potencia del rayo treinta veces). Un rayo normal descarga entre 20 y 50 MJ, la mayor parte de esa energía en 10 μs, produciendo la impresionante potencia de 1-10 GW. La luz visible emitida representa solamente el 0’2-2% de la energía disipada, invirtiéndose el resto en calentar la atmósfera a su alrededor y en la energía acústica del trueno. La observación de satélites indica que por término medio se producen unos cien mil relámpagos por segundo.
Sabemos que la atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a un cuerpo astronómico. Varios planetas (incluyendo la Tierra) poseen atmósferas considerables debido a su intensa gravedad. Los movimientos de los gases en las atmósferas planetarias en respuesta al calentamiento, junto con las fuerzas rotacionales, generan sistemas meteorológicos. Los satélites planetarios Titán y Tritón también poseen atmósferas.
¡Nuestra casa! De cuyas maravillas y su relación con el Sol, sería interesante y muy instructivo saber
Creo que la atmósfera es quizá el término más vago para identificar una parte de un cuerpo celeste. Está referido a su envoltura superficial, generalmente de un planeta o estrella. Parece fácil decirlo, pero los gases no son como un líquido o un trozo de roca, en los que puede determinarse exactamente dónde está la superficie que los separa del entorno circundante de una manera precisa. Es imposible indicar el nivel exacto donde acaba la atmósfera y comienza el plasma interplanetario. De hecho, los gases apenas están sometidos a la fuerza de la gravedad; se “esfuman” hacia el espacio y abandonan continuamente el cuerpo celeste. En el caso de la Tierra, por estar cerca del Sol, determinar dónde termina la atmósfera terrestre y dónde empieza la solar es un problema al que sólo puede responderse teóricamente, que dicho sea de paso, permite licencias literarias que prohíben las matemáticas.
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por Emilio Silvera ~
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