Nunca dejará de asombrarme los hallazgos que podemos efectuar si buceamos en el fondo de nuestra biblioteca. Allí, en la más profundo, detrás de otra hilera de libros que los están tapando, se encuentran obras olvidadas que, de vez en cuando, nos gusta repasar y, aunque ya nos son conocidas por haberlas leído en su momento, no por ello dejan de causarnos “nueva sorpresa” sus contenidos.

Una de ellas, la encontré ayer por la tarde mientras buscaba una obra “perdida” de Gerard ´t Hofft (cualquiera sabe dónde la puse la última vez que la leí), su título: Los Descubridores de la Naturaleza. En la portada, grabado con letras doradas nos dice: “Para descubrir la Naturaleza, la Ciencia no avanzó dando cuenta de la experiencia cotidiana, sino aferrándose a la paradoja, aventurándose en lo desconocido…

Al abrir la tapa y después de una breve presentación, me doy de bruces con una cita de Thomas Henry Huxley (1871) que nos dice:

La investigación de la naturaleza es un campo de pastoreo infinito,

de donde todos pueden nutrirse,

y cuanto más comen,

más abundante crece la hierba, su sabor es más dulce,

y es más alimenticia.

En los lugares más remotos e impensables, si observamos con atención, nos podemos llevar sorpresas inesperadas que nos llevaran directamente al asombro. En esa imagen de arriba, donde todo parece estar muerto, hay mucho, muchísimo más de lo que el ojo puede ver.

La segunda cita del libro es de Victor Hugo, en Los miserables (1862), que nos dice:

Allí donde termina el telescopio,

comienza el microscopio.

¿Cuál de los dos proporciona una visión más amplia?

Sin un microscopio nunca podríamos ver el “universo” de lo muy pequeño. Arriba, alucinante lo que hace un microscopio electrónico de barrido, aquí vemos microfibras y microesferas de fibra textil

El telescopio también nos lleva lejos, al “universo” de lo muy grande

Seguimos ojeando el libro encontrado y, simplemente con leer el título de sus capítulos, hacemos un viaje fascinante, toda vez que, sin leer sus contenidos, por el simple enunciado del comienzo, nuestra imaginación, se desboca y construye un “mundo” a partir de esas primeras palabras. Veamos los que son:

• En “Las brumas de las paradojas”
• La evidencia del ojo desnudo
• Una visión angustiosa y sorprendente
• Atrapado en un fuego cruzado
• Nuevos mundos interiores
• Galileo en China
• Dentro de Nosotros mismos
• Un Profeta demente señala el Camino
• La Tiranía de Galeno
• De los animales al hombre
• Corrientes interiores invisibles…

Y, así, continúan capítulo tras capítulo que, simplemente con el título, ya te prometen que podrás sumergirte en fantásticos mundos que, en ocasiones, ni podías pensar que pudieran existir. De entre todos ellos, esta vez me quedé con este que aquí os dejo (parcialmente), y que comienza diciendo:

Aprender a mirar

Durante mil quinientos años, la Europa culta que deseaba saber cosas sobre la naturaleza recurría a los “bestiarios”, autoridades textuales cuya tiranía era equiparable a la de Galeno en medicina, y cuyas delicias poéticas tentaban a los lectores y los apartaban del mundo real de las plantas y los animales. En la actualidad, al leer esas guías, comprendemos por qué los europeos medievales tardaron tanto en aprender a mirar. Las páginas de los herbarios y bestiarios ilustrados nunca han sido superadas, tanto por su encantadora fantasía como por las recopilaciones de remedios caseros.

Estas fuentes de la botánica medieval, los herbarios, eran el legado de Dioscórides, cirujano griego que había viajado por todo el Mediterráneo con los ejércitos del emperador Nerón. Su De materia médica (c. 77) presentaba la botánica como un tipo de farmacología. Los médicos intentaron con toda seriedad y durante largo tiempo hacer coincidir la descripción de las plantas que Dioscórides había visto en las orillas del tibio Mediterráneo con las que ellos mismos encontraban en Alemania, Suiza o Escocia.

             Dioscórides

Al igual que Galeno, Dioscórides había estudiado la Naturaleza, pero los discípulos de Dioscórides estudiaron a Dioscórides. Él esperó en vano que sus lectores “no sólo prestaran atención a la fuerza de las palabras sino también al trabajo y la experiencia que he aplicado al asunto”. Los escritores anteriores mediante una clasificación alfabética, habían separado “tanto los tipos como los funcionamiento de las cosas que están íntimamente relacionadas, de modo que son así más difíciles de recordar”. En cambio, el estudio dónde crecían las plantas, cuándo y cómo debían recogerse, e incluso los tipos de recipientes en que debían almacenarse. Al igual que otros autores clásicos, tuvo pocos discípulos y muchos exégetas. Éstos atesoraban sus palabras pero olvidaron su ejemplo. Dioscórides, a medida que dejaba de ser un maestro, se transformaba en un texto.

Sin embargo, para las mentes prácticas de la época medieval Dioscórides era deliciosamente atractivo, ya que no perturbaba a sus lectores con teorías ni taxonomías. El herbario de Dioscórides estaba escrito en griego e incluía más de seiscientas plantas agrupadas bajo encabezamientos prácticos. ¿Cuáles debían buscarse para obtener aceites, ungüentos, grasas o perfumes? ¿Cuáles curaban el dolor de cabeza o quitaban las manchas de la piel? ¿Qué frutas, verduras o raíces eran comestibles? ¿Cuáles eran las especias locales? ¿Qué plantas eran venenosas y cuáles eran sus antídotos? ¿Qué medicinas podían hacerse a base de plantas?

La obra originaria de Dioscórides nos ha llegado con dificultad; particularmente notable es el códice denominado Costantinopolitanus, creado en el 512 d.C., obra manuscrita con preciosas ilustraciones conservadas en la Nationalbibliothek de Viena.

Los numerosísimos manuscritos de «Dioscórides» que nos han quedado dan testimonio de su popularidad durante la Edad Media. Cuanto más leemos los textos menos nos sorprende su popularidad, la supervivencia de su nomenclatura. Por ejemplo, ésta es la primera entrada del apartado de «plantas aromáticas», en la traducción de John Goodyer (1665):

El iris se llama así por su parecido con el arco iris del cielo… Sus raíces son nudosas, fuertes, de sabor dulce, y después de cortarlas deben dejarse secar a la sombra, y así (atadas con un hilo de lino) guardarse. Pero el mejor es el de Iliria y Macedonia… El segundo de Libia… Todos tienen la facultad de calentar y aliviar, atenúan la tos y los humores mucosos difíciles de evacuar. Actúan contra los humores espesos y la bilis; si se beben en hidromiel en la cantidad de siete dragmas también causan el sueño, provocan las lágrimas y curan los tormentos del estómago. Pero bebidos con vinagre ayudan a los que han sido mordidos por bestias venenosas, a los que han sido mordidos por bestias venenosas, a los que están tiesos de frío y a los que no retienen la comida.

A este herbario, como reporta Plinio en el siglo I d.C., le siguieron otros muchos, desgraciadamente perdidos en los avatares del tiempo, de autores menos conocidos como Crateo y Diocle, que pasaron el tiempo enriqueciéndose con ensayos de ilustraciones a color.

La baya del enebro es «buena para el estómago y en infusión es buena para las enfermedades del tórax, la tos, las inflamaciones, los retortijones y los venenos de los animales. También es diurética y por consiguiente buena tanto para las convulsiones como para las hernias y para las que tienen estrangulamiento de útero». El rábano común «también provoca ventosidades y calienta, es bueno para la boca pero no para el estómago tomado después de comer, pues ayuda a la digestión, pero si se toma antes interrumpe la comida; por tanto es bueno para los que desean vomitar tomarlo antes de comer». La raíz de la mandrágora puede prepararse par servir de anestesia «para aquellos que van a ser cortados o cauterizados»… Pues no perciben el dolor porque les embarga un sueño de muerte… Pero si se usa mucho puede hacer perder el habla a los hombres».

Mil años de manuscritos de «Diocórides» nos demuestran nos demuestran lo que significaba estar a merced de los copistas. Con los copistas. Con los siglos, las ilustraciones se apartan cada vez más de la realidad. Las copias de las incluyen hojas imaginarias para hacer lo dibujos simétricos y raíces aumentadas de tamaño para llenar el espacio sobrante. Los caprichos de los copistas se convirtieron luego en convenciones.

Le Livre des simples médecines, (El Libro de los medicamentos simples), de la Biblioteca Nacional de Rusia, en San Petersburgo, es un códice singular, no solo por la gran belleza de sus ilustraciones, sino porque corresponde a la culminación de los saberes medievales europeos acerca de las sustancias de los tres reinos de la naturaleza que sirven para curar o aliviar las enfermedades.
Tiene un texto de 220 páginas dividido en cinco partes: hierbas y flores, árboles y sus gomas y resinas, metales y minerales, productos animales y otras materias.

A finales de la Edad Media, príncipes y poderosos aprendían las reglas de salud e higiene de la medicina racional en el Tacuinum Sanitatis, un tratado sobre el bienestar y la salud muy difundido durante los siglos XIV y XV.
El tratado fue escrito en árabe por Ububchasym de Baldach, también conocido como Ibn Butlân, médico cristiano nacido en Bagdad y muerto en 1068. Propone seis elementos necesarios para el mantenimiento cotidiano de la salud: la comida y la bebida, el aire y el ambiente, el movimiento y el reposo, el sueño y la vigilia, las secreciones y excreciones de los humores, los movimientos o afectos del ánimo (la alegría, la ira, la vergüenza…). Según Ibn Butlân, las enfermedades surgen de la alteración en el equilibrio de alguno de estos elementos, por lo que aconseja la vida en armonía con la naturaleza para conservar o recuperar la salud.

Los escribas fantasiosos tomaban ideas tanto de los nombres como de las propiedades de las plantas, convirtiendo de este modo la botánica en una rama de la filología. De las flores del narciso salían pequeñas figuras humanas, que recordaban al desafortunado que miraba y amaba su imagen reflejada en todas partes. El «el árbol» de la vida llevaba enroscada una serpiente de cabeza femenina, el grosello silvestre llevaba unas conchas que se abrían y expulsaban ocas berniclas típicas del norte de Escocia. Cuando apareció la imprenta en Europa, la información botánica más útil se encontraba todavía en los antiguos herbarios, ampliados y «mejorados» por generaciones de escribas. Los impresores, que habían hecho grandes inversiones en las planchas de madera o de cobre, no se mostraban muy dispuestos a desecharlas simplemente porque las ilustraciones no se correspondiesen con las palabras del texto. Incluso los eruditos que podían haber sentido la tentación de mirar las plantas con sus propios ojos encontraban más cómodo comparar los manuscritos y glosar los textos.

Los herbarios se convirtieron pronto en artículos indispensables. El Liber de propietatiibus rerum (c. 1470), obra de un monje inglés que vivió en el siglo XII, fue reeditado veinticinco veces antes del fin del siglo XV. Las lenguas vernáculas permitieron la llegada de datos nuevos de toda Europa. Pero los herbarios tenían unos límites evidentes. A cada planta se le hacía siempre la misma pregunta: ¿Cómo puedes divertirme, alimentarme, salvarme o curarme?

A fines del siglo XVI, el catedrático de botánica de la universidad de Bolonia todavía era descrito como el «lector de Dioscórides». Dado que cada generación había hacho sus pequeñas aportaciones, que no se distinguían del original casi nunca, los botánicos y farmacólogos eran meros comentaristas. El herbario era un catálogo de medicinas «simples», cada una de las cuales tenía un componente único que por lo general procedía de una sola planta.

El médico italiano Pier Andrea Mattioli (1501-1577) hizo la primera traducción de Dioscórides a una lengua vernácula europea.

Sus comentarios en italiano se convirtieron en un acontecimiento editorial al vender treinta mil ejemplares (Venecia, 1544). Luego, traduciendo a Dioscórides al latín y añadiendo sinónimos de los nombres de las plantas en varias lenguas, contribuyó a popularizar la obra por toda Europa. Más de cincuenta ediciones en alemán, francés, checo, y otras lenguas europeas hicieron del Dioscórides revisado de Mattioli el rey de la botánica en todo el continente.

Los herbarios significaron para la botánica lo mismo que los bestiarios para la para la zoología. También estos derivaban de un original antiguo único, embellecido a lo largo de los siglos. Durante la Edad Media sólo la Biblia era más popular que estos libros. En nuestra época el bestseller impreso atraviesa rápidamente el espacio pero raras veces viaja mucho en el tiempo. En la época de los manuscritos, el poder de un único autor clásico era imperecedero. El imperio de los cultos estaba gobernado por una oligarquía de unos pocos «autores camaleón». Los nombres clásicos se volvían útiles para las generaciones posteriores después de incontables revisiones, y el autor original se convertía en un espectro. La mano del escriba derrocaba al autor.

El primero de los bestiarios recibió su nombre de un griego, Fisiólogo («naturalista»), del cual sabemos muy poco. Su obra, probablemente escrita antes de mediados del siglo II, parece haber estado dividida en cuarenta y ocho capítulos, cada uno de ellos relacionado con un texto de la Biblia. Unos pocos datos, embellecidos con abundante teología, moral, folklore, mitología, rumores y fábulas, constituyeron la zoología durante varias generaciones. En el siglo v existían ya traducciones, aparte del latín, al armenio, árabe y etíope. Posteriormente, se encontró entre los primeros libros traducidos a las lenguas vernáculas europeas, incluido el antiguo alto-alemán, el anglosajón, el inglés antiguo, el inglés medio, el francés antiguo, el provenzal y el islandés.

La versión griega incluía unos cuarenta animales en un delicioso revoltillo. Como es natural, el león, rey de las bestias, era el primero, y sobre él se cuentan tres hechos destacados: usa la cola para borrar sus huellas, de modo que los cazadores no puedan seguirlo; duerme con los ojos abiertos, y el cachorro recién nacido permanece muerto durante tres días hasta que el león padre le da el aliento de la vida. De igual manera, el cuerpo de Cristo estuvo muerto y, como el león recién nacido, permaneció despierto esperando la resurrección al tercer día.

Los animales restantes- lagarto, cuervo nocturno, fénix, abubilla y treinta y pico más-llevan una gran carga moral. Ninguno es más vivaz que el «león hormiguero», nacido de la anti- natural unión de un león y una hormiga, que está condenado a morir de hambre porque la naturaleza de la hormiga no le permite comer carne, y la naturaleza del león hace que se abstenga de comer plantas. Y al igual que esta bestia, nadie que pretenda servir a Dios y al diablo podrá sobrevivir.

En aquellos tiempos, auténticos artistas, a mano y de manera artesanal, editaban libros en miniatura que eran únicos y en ellos, reproducían las recetas de Dioscórides que eran muy populares y todos acudían a ellas para sanar esta o aquella enfermedad.

El capítulo es tan largo que lo he tenido que dejar aquí por falta de tiempo para transcribirlo entero.

Que os guste recordar aquel pasado que, como tantos otros, nos trajeron aquí.

emilio silvera

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Imagen de Astronomía Of The Day

Ante una inmensidad como la que arriba podemos ver, dos especies distintas contemplan como la luz mortecina del planeta Marte señala su presencia en la inmensa Vía Láctea que, con cien mil millones de estrellas, hace pequeña cualquier otra cosa que en nuestro entorno podamos ver o imaginar.

El hombre mira esa belleza sobrecogido y su mente queda bloqueada al tratar de explicarse ese “cuadro” que, pintado por los pinceles de la Naturaleza, ningún pintor podría igualar.

 

En el año 2001 pudo el Hubble captar ésta imagen de arriba de la Galaxia Durmiente

“Se piensa que los fascinantes movimientos internos de la M64, catalogada también como NGC 4826, son resultado de una colisión entre una galaxia pequeña y otra grande cuya mezcla resultante no se ha estabilizado aún.”

Cientos de miles de estrellas, sistemas planetarios, millones de mundos y sus “lunas”, en muchos de esos mundos (como en el nuestro), inmensos océanos, mares, ríos y lagos están acompañados de grandes llanuras y montañas y, en los que hay vida, también de grandes bosques y fauna tan rica como la de la Tierra que podría ser diferente en su morfología.

 

 

Las galaxias en el Universo… ¡Son tantas que aún no hemos podido contarlas a todas! El  Telescopio Espacial Hubble fue lanzado en 1990. Orbita la Tierra y toma unas fotografías increíbles de las estrellas, los planetas y otras galaxias. Hace algún tiempo observó una pequeña porción del espacio durante 12 días y descubrió 10,000 galaxias, de todo los tamaños, formas y colores. Algunos científicos calculan que podría haber unos cien mil millones de galaxias en el Universo.

Como sabençmos, formando parte de una galaxia existen subestructuras como las Nebulosas, los cúmulos estelares, los sistemas múltiples de estrellas inmensos “mares de gas y polvo”, objetos que antes fueron estrellas brillando en la Secuencia Principal y que ahora son enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros… Y muchas más cosas en presencia de energías increíbles. Se podría decir que una galaxia es un “Universo en miniatura!

Son una inmensa fuente astronómica de energía electromagnética, que incluye radiofrecuencias y luz visible. En un principio se supuso que los cuásares eran agujeros blancos. aunque el avance del estudio de su formación y características ha descartado tal supuesto

Los cuásares son fenómenos que surgen cuando un enorme agujero negro, situado en el núcleo de una galaxia, comienza a absorber toda la materia que encuentra en su cercanía. Cuando esto ocurre, por efecto de la enorme velocidad de rotación del disco de acreción formado, se produce una gigantesca cantidad de energía, liberada en forma de ondas de radio, luz, infrarrojo, ultravioleta y rayos X, lo que convierte a los cuásares en los objetos más brillantes del universo conocido.

Un Púlsar, que significa «estrella pulsante que emite radiación muy intensa a intervalos cortos y regulares es una estrella de neutrones que emite radiación periódica. Los púlsares poseen un intenso campo magnético que induce la emisión de estos pulsos de radiación electromagnética a intervalos regulares relacionados con el periodo de rotación del objeto.

Las estrellas de neutrones pueden girar sobre sí mismas hasta varios cientos de veces por segundo; un punto de su superficie puede estar moviéndose a velocidades de hasta 70.000 km/s. De hecho, las estrellas de neutrones que giran tan rápidamente se expanden en su ecuador debido a esta velocidad vertiginosa

“Una nube molecular es una región extensa en el interior de una galaxia en la que la densidad de materia es suficientemente alta, y la temperatura suficientemente baja, para que exista dihidrógeno (H₂). Por su carencia de dipolo eléctrico, el H₂ frío no es observable directamente, pero otras moléculas que existen en las nubes moleculares sí lo son. La más abundante después del H₂ es el monóxido de carbono (CO), que es fácilmente observable en ondas milimétricas. Cientos de otras moléculas han sido observadas en nubes moleculares.

 

 

Las nubes moleculares son especialmente importantes en formación estelar. El nacimiento de las estrellas ocurre cuando regiones de una nube molecular sufren una inestabilidad gravitacional que les lleva a contraerse. Generalmente las nubes moleculares son tan extensas y masivas que se fragmentan hasta formar un elevado número de protoestrellas.

Actualmente son las estructuras galácticas conocidas de mayor tamaño, con masas de hasta 1 millón de veces la del Sol.”

 

También en las inmensas Nebulosas moleculares se forman sistemas planetarios que, como el nuestro, nos muestran una estrella central rodeada de planetas a distintas distancias que la orbitan, Dichos planetas contienen satélites naturales (como la Tierra la Luna) y sus propiedades son diversas dependiendo de la distancia a las que se encuentre de la estrella que les envía luz y calor. En algunos casos, el planeta puede estar situado en la zona habitable, es decir, tiene agua corriente, atmósfera y temperatura que permite la presencia de la vida.

            ¿Que hay en el Espacio Interestelar¿ La Nasa ha tratado de responder la pregunta

Un grupo de científicos de la NASA han logrado determinar la fuerza y la dirección del campo magnético más allá de los límites de la heliosfera, revelando cuáles son las fuerzas que dominan la galaxia…. El espacio interestelar es la región que media entre las estrellas y no debe confundirse con el espacio intergaláctico, mucho más vacío.

En general, el espacio interestelar suele estar poblado de grandes cantidades de polvo cósmico, aunque la densidad regional puede ser muy variable, en función de la actividad de la zona. Los únicos objetos de manufactura humana que han logrado alcanzar el espacio interestelar, en el año 2014, es la sonda Voyager 1 de la NASA y la Sonda Voyager 2, en el año 2018.

Un enigmático supervacío de 1800 millones de años-luz de distancia, a unos tres mil años luz de la Tierra, Tal descubrimiento lo realizó un equipo del Instituto de Astronomía de la Universidad estadounidense de Hawai, que utilizó datos de observaciones hechas con el telescopio Pan-Starrs1 en la cima del Monte Haleakala y con el satélite astronómico WISE de la NASA (Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio).

Pasar a través de un supervacío puede suponer millones de años, incluso a la velocidad de la luz, por lo que este efecto medible, conocido como Efecto Integrado Sachs-Wolfe, podría proporcionar la primera explicación a una de las anomalías más significativas que se encuentran en el CMB, detectada por el satélite WMAP, y más recientemente, por Planck, un satélite lanzado por la Agencia Espacial Europea.

Por último, los expertos apuntan que aunque la existencia del supervacío y su efecto esperado sobre el CMB no explican totalmente el Punto Frío, es muy poco probable sea una coincidencia que este supervacío y el Punto Frío se encuentren en el mismo lugar.

No podemos olvidar en este breve repaso el mencionar la existencia de cúmulos estelares. Grandes grupos de estrellas unidas por la fuerza de Gravedad. Existen cúmulos abiertos y cerrados y, algunos, pueden llegar a tener millones de estrellas.

Sería imposible dejar aquí (en tan reducido espacio) una buena reseña de la Diversidad de la Vida en el Universo (nos limitamos a unas pocas especies de nuestro planeta -el único que de momento sabemos que acoge a millones de especies- y, probablemente, en muchos mundos estará presente la misma o diferente diversidad de vida que aquí conocemos.

No podemos finalizar el repaso sobre una pequeña parte del Universo sin mencionar que, todo el recorrido ha sido posible gracias a que una de las especies  que pueblan el Planeta llamado Tierra, pudo evolucionar y su cerebro, alcanzó el poder de alcanzar la consciencia de Ser, poder hacer preguntas y tratar de contestarlas. Todo eso, unido a una enorme curiosidad…

emilio silvera

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Como cada mañana, trabajando en la oficina en cuestiones jurídicas y tributarias, me llega el correo y, de entre todos los documentos recibidos, destaca (como no), la Revista de Física que me envía de manera periódica la Real Sociedad Española de Física, y, en la portada, aparece la imagen de un agujero negro.

De inmediato, sin poder contener mis deseos de ver los contenidos, la abro y miro en el interior donde me encuentro con trabajos como los siguientes:

Pulsos e Impulsos

Sobre la distinguibilidad experimental entre la mecánica cuántica estándar y la mecánica de Bohm. Le sigue el trabajo titulado “Mecánica bohmiana: ¿Una teoría de las variables ocultas?

“Durante más de 60 años la “teoría de variables ocultas” propuesta por David Bohm en 1952, conocida actualmente como mecánica bohmiana, ha sido fuente de controversia y debate dentro del campo y los fundamentos de la mecánica cuántica.

Las estrellas también mueren

En este apartado nos hablan de cómo mueren las estrellas una vez que han agotado su combustible nuclear de fusión, y, en qué se convierten dependiendo de sus masas. Estrellas como el Sol tendrán una primera transición de fase a Gigante roja y más tarde Nebulosa Planetaria con la estrella enana blanca en el centro.

Cuando las estrellas sobrepasan las 5 masas solares, su destino final está en convertirse en estrellas de neutrones, y, si es supermasiva en agujero negro. En ncada uno de los casos actúan fuerzas y principios diferentes como sería el caso del Principio de exclusión de Pauli que incide en los fermiones para las enanas blancas y las estrellas de neutrones.

Además de todos estos temas se habla de otros de interés

    Dispersión de la Luz en un prisma

         Reacción nentre el Sodio y el Agua

¿Cómo construir cámaras de niebla con utensilios de cocina?

Además de otros muchos artículos y demostraciones prácticas que nos llevan de la mano a conocer hechos muy normales en la Naturaleza y que a nosotros (que casi siempre estamos al margen de ella), nos parecen maravillas.

Lo dicho, nunca es tarde para aprender cosas nuevas y, si le prestas el debido interés… ¿Las conocerás!

emilio silvera

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Los físicos se vieron durante mucho tiempo turbados por el hecho de que a menudo, la partícula beta emitida en una desintegración del núcleo no alberga energía suficiente para compensar la masa perdida por el núcleo.  En realidad, los electrones no eran igualmente deficitarios.  Emergían con un amplio espectro de energías, y el máximo (conseguido por muy pocos electrones), era casi correcto, pero todos los demás no llegaban a alcanzarlo en mayor o menor grado.  Las partículas alfa emitidas por un nucleido particular poseían iguales energías en cantidades inesperadas.  En ese caso, ¿qué era errónea en la emisión de partículas beta? ¿Qué había sucedido con la energía perdida?

En 1922, Lise Maitner se hizo por primera vez esta pregunta, y, hacia 1.930, Niels Bohr estaba dispuesto a abandonar el gran principio de conservación de la energía, al menos en lo concerniente a partículas subatómicas.  En 1931, Wolfgang Pauli sugirió una solución para el enigma de la energía desaparecida.

Tal solución era muy simple: junto con la partícula beta del núcleo se desprendía otra, que se llevaba la energía desaparecida.  Esa misteriosa segunda partícula tenía propiedades bastante extrañas.  No poseía carga ni masa.  Lo único que llevaba mientras se movía a la velocidad de la luz era cierta cantidad de energía.  A decir verdad, aquello parecía un cuerpo ficticio creado exclusivamente para equilibrar el contraste de energías.

Sin embargo, tan pronto como se propuso la posibilidad de su existencia, los físicos creyeron en ella ciegamente. Y esta certeza se incrementó al descubrirse el neutrón y al saberse que se desintegraba en un protón y se liberaba un electrón, que, como en la decadencia beta, portaba insuficientes cantidades de energía.  Enrico Fermi dio a esta partícula putativa el nombre de “neutrino”, palabra italiana que significa “pequeño neutro”.

El neutrón dio a los físicos otra prueba palpable de la existencia del neutrino.  Como ya he comentado en otra página de este trabajo, casi todas las partículas describen un movimiento rotatorio. Esta rotación se expresa, más o menos, en múltiples de una mitad según la dirección del giro.  Ahora bien, el protón, el neutrón y el electrón tienen rotación de una mitad. Por tanto, si el neutrón con rotación de una mitad origina un protón y un electrón, cada uno con rotación de una mitad, ¿qué sucede con la ley sobre conservación del momento angular? Aquí hay algún error. El protón y el electrón totalizan una mitad con sus rotaciones (si ambas rotaciones siguen la misma dirección) o cero (si sus rotaciones son opuestas); pero sus rotaciones no pueden sumar jamás una mitad. Sin embargo, por otra parte, el neutrino viene a solventar la cuestión.

Supongamos que la rotación del neutrón sea +½. Y admitamos también que la rotación del protón sea +½ y la del electrón -½, para dar un resultado neto de o. Demos ahora al neutrino una rotación de +½, y la balanza quedará equilibrada.

+½(n)=+½(p)-½(e)+½(neutrino)

Pero aun queda algo por equilibrar.  Una sola partícula (el neutrón) ha formado dos partículas (el protón y el electrón), y, si incluimos el neutrino, tres partículas.  Parece más razonable suponer que el neutrón se convierte en dos partículas y una antipartícula.  En otras palabras: lo que realmente necesitamos equilibrar no es un neutrino, sino un antineutrino.

El propio neutrino surgiría de la conversación de un protón en un neutrón.  Así, pues, los productos serían un neutrón (partícula), un positrón (antipartícula) y un neutrino (partícula). Esto también equilibra la balanza.

En otras palabras, la existencia de neutrinos y antineutrinos debería salvar no una, sino tres, importantes leyes de conservación: la conservación de la energía, la de conservación del espín y la de conservación de partícula/antipartícula.

Es importante conservar esas leyes puesto que parece estar presentes en toda clase de reacciones nucleares que no impliquen electrones o positrones, y sería muy útil si también se hallasen presentes en reacciones que incluyesen esas partículas.

Las más importantes conversiones protón-neutrón son las relaciones con las reacciones nucleares que se desarrollan en el Sol y en los astros.  Por consiguiente, las estrellas emiten radiaciones rápidas de neutrinos, y se calcula que tal vez pierdan a causa de esto el 6 u 8 % de su energía.  Pero eso, sería meternos en otra historia y, por mi parte, con la anterior explicación solo trataba de dar una muestra del ingenio del hombre que, como habréis visto, no es poco.

Desde que puedo recordar, he sido un amante de la Física. Me asombran cuestiones como la luz, su naturaleza de un conglomerado de colores, ondas y partículas, su velocidad que nos marca el límite del máximo que podemos correr en nuestro Universo, y en fin, muchos otros misterios que encierra esa cosa tan cotidiana que nos rodea y lo inunda todo haciendo posible que podamos ver por donde vamos, que las plantas vivan y emitan oxígeno o que nos calentemos.  Realmente, sin luz, nuestra vida no sería posible.

Entonces, ¿qué es realmente la luz?

Muchos (casi todos) opinan que es algo inmaterial. Los objetos materiales, grandes o muy pequeños como las galaxias o los electrones, son materia.  La luz, sin embargo, se cree que es inmaterial, dos rayos de luz se cruzan sin afectarse el uno al otro.

Sin embargo, yo que, desde luego, no soy un experto, opino en cambio que la luz, es simplemente una forma de energía lumínica, otra forma en la que se puede presentar la materia.  Nosotros mismos, en última instancia, somos luz.

Está claro que, los estudiosos de la época antigua y medieval estaban por completo a oscuras acerca de la naturaleza de la luz. Especulaban sobre que consistía en partículas emitidas por objetos relucientes o tal vez por el mismo ojo. Establecieron el hecho de que la luz viajaba en línea recta, que se reflejaba en un espejo con un ángulo igual a aquel con el que el rayo choca con el espejo, y que un rayo de luz se inclina (se refracta) cuando pasa del aire al cristal, al agua o a cualquier otra sustancia transparente.

Cuando la luz entra en un cristal, o en alguna sustancia transparente, de una forma oblicua (es decir, en un ángulo respecto de la vertical), siempre se refracta en una dirección que forma un ángulo menor respecto de la vertical.  La exacta relación entre el ángulo original y el ángulo reflejado fue elaborada por primera vez en 1.621 por el físico neerlandés Willerbrord Snell.  No publicó sus hallazgos y el filósofo francés René Descartes descubrió la ley, independientemente, en 1637.

Los primeros experimentos importantes acerca de la naturaleza de la luz fueron llevados a cabo por Isaac Newton en 1666, al permitir que un rayo de luz entrase en una habitación oscura a través de una grieta e las persianas, cayendo oblicuamente sobre una cara de un prisma de cristal triangular. El rayo se refracta cuando entra en el cristal y se refracta aún más en la misma dirección cuando sale por una segunda cara del prisma. (Las dos refracciones en la misma dirección se originan por que los dos lados del prisma de se encuentran en ángulo en vez de en forma paralela, como sería el caso en una lámina ordinaria de cristal.)

Newton atrapó el rayo emergente sobre una pantalla blanca para ver el efecto de la refracción reforzada.  Descubrió que, en vez de formar una mancha de luz blanca, el rayo se extendía en una gama de colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, y violeta, en este orden.

Newton dedujo de ello que la luz blanca corriente era una mezcla de varias luces que excitaban por separado nuestros ojos para producir las diversas sensaciones de colores.  La amplia banda de sus componentes se denominó spectrum (palabra latina que significa “espectro” fantasma).

Newton llegó a la conclusión de que la luz se componía de diminutas partículas (“corpúsculos”), que viajaban a enormes velocidades.

Le surgieron y se planteó algunas inquietudes cuestiones. ¿Por qué se refractaban las partículas de luz verde más que los de luz amarilla? ¿Cómo se explicaba que dos rayos de luz se cruzaran sin perturbase mutuamente, es decir, sin que se produjeran colisiones entre partículas?

En 1678, el físico neerlandés Christian Huyghens (un científico polifacético que había construido el primer reloj de péndulo y realizado importantes trabajos astronómicos) propuso una teoría opuesta: la de que la luz se componía de minúsculas ondas. Y si sus componentes fueran ondas, no sería difícil explicar los diversos difracciones de los diferentes tipos de luz a través de un medio refractante, siempre y cuando se aceptara que la luz se movía más despacio en ese medio refractante que en el aire.  La cantidad de refracción variaría con la longitud de las ondas: cuanto más corta fuese tal longitud, tanto mayor sería la refracción.   Ello significaba que la luz violeta (la más sensible a este fenómeno) debía de tener una longitud de onda mas corta que la luz azul, ésta, más corta que la verde, y así sucesivamente.

     La longitud de ondas permite al ojo distinguir los colores

Lo que permitía al ojo distinguir los colores eran esas diferencias entre longitudes de onda.  Y, como es natural, si la luz estaba integrada por ondas, dos rayos podrían cruzarse sin dificultad alguna.  (Las ondas sonoras y las del agua se cruzan continuamente sin perder sus respectivas identidades.)

Pero la teoría de Huyqhens sobre las ondas tampoco fue muy satisfactoria. No explicaba por qué se movían en línea recta los rayos luminosos; ni por qué proyectaban sobras recortadas; ni aclaraba por qué las ondas luminosas no podían rodear los obstáculos, del mismo modo que pueden hacerlo las ondas sonoras y de agua.  Por añadidura, se objetaba que si la luz consistía en ondas, ¿cómo podía viajar por el vacío, ya que cruzaba el espacio desde el Sol y las Estrellas? ¿Cuál era esa mecánica ondulatoria?

emilio silvera

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Sobre la Implosión de una estrella

En la secuencia principal la estrella fusiona elementos y tiende a expandirse, se estabiliza por la Gravedad pero, cuando agota el combustible nuclear de fusión, queda a merced de esta e implosiona, es decir, es aplastada bajo su propio peso

Especialmente intrigante es la apariencia de una estrella en implosión observada desde un sistema de referencia externo estático, es decir, vista por observadores exteriores a la estrella que permanecen siempre en la misma circunferencia fija en lugar de moverse hacia adentro con la materia de la estrella en implosión. La estrella, vista desde un sistema externo estático, empieza su implosión en la forma en que uno esperaría. Al igual que una pesada piedra arrojada desde las alturas, la superficie de la estrella cae hacia abajo (se contrae hacia adentro), lentamente al principio y luego cada vez más rápidamente. Si las leyes de gravedad de Newton hubieran sido correctas, esta aceleración de la implosión continuaría inexorablemente hasta que la estrella, libre de cualquier presión interna, fuera aplastada en un punto de alta velocidad. Pero no era así según las fórmulas relativistas de Oppenheimer y Snyder. En lugar de ello, a medida que la estrella se acerca a su circunferencia crítica su contracción se frena hasta hacerse a paso lento. Cuanto más pequeña se hace la estrella, más lentamente implosiona, hasta que se congela exactamente en la circunferencia crítica.

Por mucho tiempo que uno espere, si uno está en reposo fuera de la estrella (es decir, en reposo en el sistema de referencia externo estático), uno nunca podrá ver que la estrella implosiona a través de la circunferencia crítica. Este era el mensaje inequívoco de Oppenheimer y Snyder.

¿Se debe esta congelación de la implosión a alguna fuerza inesperada de la relatividad general en el interior de la estrella? No, en absoluto, advirtieron Oppenheimer y Snyder. Más bien se debe a la dilatación gravitatoria del tiempo (el frenado del flujo del tiempo) cerca de la circunferencia crítica. Tal como lo ven los observadores estáticos, el tiempo en la superficie de la estrella en implosión debe fluir cada vez más lentamente cuando la estrella se aproxima a la circunferencia crítica; y, consiguientemente, cualquier cosa que ocurre sobre o en el interior de la estrella, incluyendo su implosión, debe aparecer como si el movimiento se frenara poco a poco hasta congelarse.

Por extraño que esto pueda parecer, aún había otra predicción más extrañas de las fórmulas de Oppenheimer y Snyder: si bien es cierto que vista por observadores externos estáticos la implosión se congela en la circunferencia crítica, no se congela en absoluto vista por los observadores que se mueven hacia adentro con la superficie de la estrella. Si la estrella tiene una masa de algunas masas solares y empieza con un tamaño aproximado al del Sol, entonces vista desde su propia superficie implosiona hacia la circunferencia crítica en aproximadamente una hora, y luego sigue implosionando más allá de la criticalidad hacia circunferencias más pequeñas.

Allá por el año 1939, cuando Oppenheimer y Snyder descubrieron estas cosas, los físicos ya se habían acostumbrados al hecho de que el tiempo es relativo; el flujo del tiempo es diferente medido en diferentes sistemas de referencia que se mueven de diferentes formas a través del Universo. Claro que, nunca antes había encontrado nadie una diferencia tan extrema entre sistemas de referencia. Que la implosión se congele para siempre medida en el sistema externo estático, pero continúe avanzando rápidamente superando al punto de congelación medida en el sistema desde la superficie de la estrella era extraordinariamente difícil de comprender. Nadie que estudiara las matemáticas de Oppenheimer y Snyder se sentía cómodo con semejante distorsión extrema del tiempo. Pero ahí estaba, en sus fórmulas. Algunos podían agitar sus brazos con explicaciones heurísticas, pero ninguna explicación parecía muy satisfactoria. No sería completamente entendido hasta finales de los cincuenta.

Fue Wheeler el que discrepó del trabajo de Oppenheimer y Snyder, alegando, con toda la razón que, cuando ellos habían realizado su trabajo, habría sido imposible calcular los detalles de la implosión con una presión realista (presión térmica, presión de degeneración y presión producida por la fuerza nuclear), y con reacciones nucleares, ondas de choque, calor, radiación y expulsión de masa. Sin embargo, los trabajos desde las armas nucleares de los veinte años posteriores proporcionaron justamente las herramientas necesarias.

Presión, reacciones nucleares, ondas de choque, calor radiación y expulsión de masa eran todas ellas características fundamentales de una bomba de hidrógeno; sin ellas, una bomba no explosionaría. A finales de los años cincuenta, Stirling Colgate quedó fascinado por el problema de la implosión estelar. Con el apoyo de Edward Teller, y en colaboración con Richard White y posteriormente Michael May, Colgate se propuso simular semejante implosión en un ordenador. Sin embargo, cometieron un error, mantuvieron algunas de las simplificaciones de Oppenheimer al insistir desde el principio en que la estrella fuera esférica y sin rotación, y, aunque tuvieron en cuenta todos los argumentos que preocupaban a Wheeler, aquello no quedó perfeccionado hasta después de varios años de esfuerzo y, a comienzo de los años sesenta ya estaban funcionando correctamente.

Un día a principio de los años sesenta, John Wheeler entró corriendo en la clase de relatividad de la Universidad de Princeton. Llegaba un poco tarde, pero sonreía con placer. Acababa de regresar de una visita a Livermore donde había visto los resultados de las simulaciones recientes de Colgate y su equipo. Con excitación en su voz dibujó en la pizarra un diagrama tras otro explicando lo que sus amigos de Livermore habían aprendido.

Cuando la estrella en implosión tenía una masa pequeña, desencadenaba una implosión de supernova y formaba una estrella de neutrones precisamente en la forma que Fritz Wicky había especulado treinta años antes. Sin embargo, si la estrella original era más masiva lo que allí se producía (aparte de la explosión supernova) era un agujero negro notablemente similar al altamente simplificado  modelo que veinticinco años  calcularon Oppenheimer y Snyder. Vista desde fuera, la implosión se frenaba y se quedaba congelada en la circunferencia crítica, pero vista por alguien en la superficie de la estrella, la implosión no se congelaba en absoluto. La superficie de la estrella se contraía a través de la circunferencia crítica y seguía hacia adentro sin vacilación.

Lo cierto fue que allí, por primera vez, se consiguió simular por ordenador la implosión que debía producir agujeros negros. Está claro que la historia de todo esto es mucho más larga y contiene muchos más detalles que me he saltado para no hacer largo el trabajo que, en realidad, sólo persigue explicar a ustedes de la manera más simple posible, el trabajo que cuesta obtener los conocimientos que no llegan (casi nunca) a través de ideas luminosas, sino que, son el resultado del trabajo de muchos.

Hoy, sabemos mucho más de cómo finaliza sus días una estrella y, dependiendo de su masa, podemos decir de manera precisa que clase de Nebulosa formará, que clase de explosión (si la hay) se producirá, y, finalmente, si el resultado de todo ello será una estrella enana blanca que encuentra su estabilidad final por medio del Principio de exclusión de Pauli (en mecánica cuántica)que se aplica a los fermiones pero no a los Bosones (son fermiones los quarks, electrones, protones y neutrones), en virtud del cual dos partículas idénticas en un sistema, como los electrones en un átomo o quarks en un hadrón (protón o neutrón, por ejemplo), no pueden poseer un conjunto idéntico de números cuánticos.

A partir de ese principio, sabemos que, cuando una estrella como nuestro Sol deja de fusionar Hidrógeno en Helio que hace que la estrella deje de expandirse y quede a merced de la Gravedad, ésta implosionará bajo el peso de su propia masa, es decir, se contraerá sobre sí misma por la fuerza gravitatoria pero, llegará un momento en el cual, los electrones, debido a ese principio de exclusión de Pauli que les impide estar juntos, se degeneran y se moverán de manera aleatoria con velocidades relativista hasta el punto de ser capaces de frenar la fuerza provocada por la gravedad, y, de esa manera, quedará estabilizada finalmente una estrella enana blanca. Si la estrella original es más masiva, la degeneración de los electrones no será suficiente para frenar la fuerza gravitatoria y, los electrones se fusionaran con los protones para convertirse en neutrones que, bajo el mismo principio de exclusión sufrirán la degeneración que frenará la fuerza de gravedad quedando entonces una estrella de neutrones. Por último, si la estrella es, aún más masiva, ni la degeneración de los neutrones será suficiente para frenar la inmensa fuerza gravitatoria generada por la masa de la estrella que, continuará la implosión contrayéndose cada vez más hasta desaparecer de nuestra vista convertida en un agujero negro del que ya hemos hablado estos días ampliamente.

emilio silvera

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