Abr
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Moléculas vivas sorprendentes
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Biologia ~ Comments (0)
En matemáticas se pueden trazar líneas precisas y concretas que dividan en dos clases entes de naturaleza matemática. Una estructura geométrica se puede suporponer o no a su imagen especular. Una estructura asimétrica puede tener una lateralidad a la derecha o bien a la izquierda.
Cualquier número entero positivo es par o impar, y no hay ninguno de tales números para el cual su situación a este respecto ofrezca la menor duda. Pero en el mundo, si exceptuamos el nivel subatómico de la teoría cuántica, las lineas divisortias son casi siempre difusas. El alquitrán, ¿es sólido o líquido?. Lo cierto es que, la mayoría de las propiedades físicas se “mueven” en un espectro continuo que hace que vayan cambiando de manera imperceptible de un extremo a otro del mismo.
El paso del tiempo convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original para convertimos en lo que antes no eran. Nada permanece, todo cambia. Sea cual fuere la línea de división, habrá algunos casos en los que no podamos definirla y, en otros, habrá objetos tan próximos a ella que el lenguaje ordinario no será lo suficientemente preciso como para poder afirmar a qué lado pertenece. Y, la propiedad de la vida, está, precisamente, en uno de esos continuos.
Para porbar esto basta que consideremos los virus: son las estructuras biológicas más pequeñas que se conocen con la propiedad de poder “comer” (absorber sustancias situadas en sus proximidades), crecer y fabricar copias exactas de sí mismas.
Son mucho más pequeños que una bacteria (en realidad, algunos virus infectan las bacterias) y pasan sin dificultad a través de un filtro de porcelana fina que, aunque a nosotros nos parezca que está completamente sellada y su superficie es totalmente hermética y lisa, para ellos, tan “infinitamente” pequeños, ofrece miles de huecos por los que poder colarse. (De hecho, ahora mismo tenemos a esa maldita familia del Covid19 que nos está atacando de manera mortal).
Nuevas grabaciones en vídeo de un virus que infecta a las células sugiere que los virus se expanden mucho más rápido de lo que pensábamos. El descubrimiento de este mecanismo permitirá crear nuevos fármacos para hacer frente a algunos virus. En la punta de un alfiler caben millones de ellos. De hecho, los virus tienen el tamaño de una décima de micrómetro (diezmillonésima parte del metro).
El mundo de lo muy pequeño es fascinante y, por ejemplo, si hablamos de átomos, se necesitarían aproximadamente una cantidad para nosotros inconmensurable de átomos (602.300.000.000.000.000.000.000) para lograr un solo gramo de materia. Fijáos que hablamos de lo pequeño que pueden llegar a ser los virus y, sin embargo, el Hidrógeno con un sólo protón es el átomo más ligero y su masa es 400.000 veces menor que la masa de un virus, como antes dije, el organismo vivo más pequelo que se conoce. El virus más diminuto conocido mide unos o,00000002 m; su tamaño es 2.000 veces mayor que el del átomo. Y, en la punta del alfiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.
Como los virus son menores que la longitud de onda de la luz, no pueden observarse con un microscopio luminoso ordinario, pero los bioquímicos disponen de métodos ingeniosos que les permiten deducir su estructura, ya que pueden verlos mediante bombardeos con rayos X u otras partículas elementales.
En realidad, se puede decir que un cristal “crece”, pero lo hace de un modo ciertamente trivial. Cuando se encuentra en una solución que contiene un compuesto semejante a él, dicho compuesto se irá depositando sobre su superficie; a medida que esto ocurre, el cristal se va haciendo mayor, pero el virus, igual que todos los seres vivos, crece de una manera más asombrosa: toma elementos de su entorno, los sintetiza en compuestos que no están presentes en el mismo y hace que se combinen unos con otros de tal manera que lleguen a dar una estructura compleja, réplica del propio virus.
Si no hallamos pronto la manera de eliminar esta amenaza… ¡Mal irán las cosas! De vez en cuando aparece una señal de la Naturaleza que nos pone en el sitio que debemos ocupar, nos dice que no somos tanto como nos creemos ser, y que, un simple e infinitesimal “bichito” puede darnos una gran lección de nuestras carencias.
Los virus sólo se multiplican en células vivientes. La célula huésped debe proporcionar la energía y la maquinaria de síntesis, también los precursores de bajo peso molecular para la síntesis de las proteínas virales y de los ácidos nucleicos. El ácido nucleico viral transporta la especificidad genética para cifrar todas las macromoléculas específicas virales en una forma altamente organizada.
El poder que tienen los virus de infectar, e incluso matar, un organismo, se debe precisamente a esto. Invade las células del organismo anfitrión, detiene su funcionamiento y lo sustituye, por decirlo de alguna manera, por otros nuevos. Ordena a la célula que deje de hacer lo que normalmente hace para que comience a fabricar las sustancias necesarias para crear copias de sí mismo, es decir, del virus invasor.
El primer virus que se descubrió, y uno de los más estudiados, es el virus sencillo que produce la “enfermedad del mosaico” en la planta del tabaco. Cristaliza en forma de barras finas que pueden observarse a través del microscopio electrónico. Recientemente se ha descubierto que cada barra es, en realidad, una estructura helicoidal orientada a la derecha, formada por unas 2.000 moléculas idénticas de proteína, cada una de las cuales contiene más de 150 subunidades de aminoácidos.
Abr
7
¿De dónde surgió todo?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en El Universo misterioso ~ Comments (0)
“En Cosmología, las Es verdaderamente encomiable la pertinaz insistencia del ser humano por saber, y, en el ámbito de la Astronomía, desde los más remotos “tiempos” que podamos recordar o de los que tenemos alguna razón, nuestra especie ha Claro que, nosotros, los Humanos, llevamos aquí el tiempo de un parpadeo del ojo si lo comparamos con el Tiempo del Universo. Sin embargo, nos hemos valido de todos los medios posibles para llegar al entendimiento de las cosas, incluso sabemos del pasado a través del descubrimiento de la vida media de los elementos y mediante algo que denominamos datación, como la del Carbono 14, podemos saber de la edad de muchos objetos que, de otra manera, sería imposible averiguar. La vida de los elementos es muy útil y, al mismo tiempo, nos habla de que todo en el Universo tiene un Tiempo Marcado. Por ejemplo, la vida media del Uranio 238 sabemos que es de 4.000 millones de años, y, la del Rubidio tiene la matusalénica vida media de 47.000 millones de años, varias veces la edad que
Lepidolita, una de las mayores fuentes del raro rubidio y del cesio. El rubidio también fue descubierto,
El rubidio es un elemento bastante abundante en la corteza terrestre y está presente
en el comienzo,Astrónomos de Canarias detectaron Rubidio en las estrellas moribundas
El Rubidio ha sido detectado en las estrellas y, siendo muy abundante en la corteza terrestre, es utilizado en en ciencia y tecnologías puntas, por lo que está presente en muchos laboratorios. El rubidio es semejante al cesio y al litio en que está integrado en minerales complejos; no se encuentra en la naturaleza Es tan reactivo con oxígeno que puede arder espontáneamente con este elemento puro. El metal pierde el brillo muy rápidamente al aire, El rubidio reacciona violentamente con agua o hielo a temperaturas por debajo de –100º C (-148º F). Reacciona con hidrógeno No reacciona con nitrógeno. Con bromo o cloro, el rubidio reacciona vigorosamente con formación de flama. Se pueden preparar compuestos organorrubídicos con técnicas parecidas a las que se utilizan con el sodio y el potasio.
La mayor
general predice la existencia de una singularidad
Átomo de Rubidio 85 diciendo ‘hola’ a la cámara.
Pero, ¿qué estoy haciendo? El Big Bang
Hablaremos Big Bang
, esa teoría aceptada por todos y que nos dice cómo se formó nuestro universo y comenzó su evolución hasta ser como ahora lo conocemos. De acuerdo a esta teoría, el universo se originó a partir de un estado inicial de alta temperatura y densidad, y desde entonces ha estado siempre expandiéndose. La teoría de la relatividad
La mayoría de los cosmólogos interpretan singularidad
como una indicación de que la relatividad general de Einstein deja de ser válida en el universo muy primitivo (no existía materia), y el comienzo mismo debe ser estudiado utilizando una teoría de cosmología cuántica.El tiempo de Planck es una unidad de tiempo considerada como el intervalo temporal más pequeño que tiempo de Planck representa el instante de tiempo más antiguo en el que las leyes de la física pueden ser utilizadas para estudiar la naturaleza y evolución del Universo. Se determina como combinación de otras constantes físicas en la
5.39124(27) × 10−43 segundos
Llegados a
, se ven imposibilitados…Esperamos que, más adelante, en el futuro lejano, podamos entrar en ese Tiempo de Planck Con nuestro conocimiento actual de física de partículas de altas energías, podemos hacer avanzar el reloj Big Bang, cuando la temperatura era de 1013 K. Utilizando una teoría más especulativa, los cosmólogos han intentado llevar el modelo singularidad, cuando la temperatura era de 1028 K. Esa infinitesimal escala de longitud es conocida
Esto llego miles de millones de años más tarde pero, ¿qué había antes del comienzo del Tiempo?
Las respuestas están escondidas en ese primer intervalo infinitesimal que está antes del Comienzo del Tiempo que conocemos, es una fracción de tiempo que nos queda en la más absoluta oscuridad. Nadie ha podido ir más allá del Tiempo de Planck y, siendo un intervalo de tiempo tan pequeño… ¡nos diría tántas cosas!
Una buena vela encendida no es suficiente Big Bang”
. Sin embargo…La esperanza es lo último que se pierde, y, aunque los físicos cuando tratan de exponer con sus matemáticas aquellos hechos primeros, las primeras fracciones del primer segundo del Big Bang
La teoría del Big Bang
es capaz de explicar la expansión del universo, la existencia de una radiación de fondo cósmica y la abundancia de núcleos ligeros como el helio, el helio-3, el deuterio y el litio-7, cuya formación se predice que ocurrió alrededor de un segundo después del Big Bang, cuando la temperatura reinante era de 1010 K.La radiación de fondo cósmica proporciona la evidencia más directa de que el universo atravesó por una fase caliente y densa. En la teoría del Big Bang, la radiación de fondo es explicada por el hecho de que plasma que era opaco a la radiación y, por tanto, en equilibrio térmico con ella.
Como nadie estuvo allí para tomar una fotografía de la gran explosión, ponemos una imagen que quiere figurar aquel momento que, Cuando el universo se expandió y se enfrió a unos 3000 ºK, se volvió transparente a la radiación, que es la que observamos en la actualidad, mucho más fría y diluida, como radiación térmica de microondas. El descubrimiento del fondo de microondas en 1.956 puso fin a una larga batalla Big Bang
y su rival, la teoría del universo estacionario de F. Hoyle y otros, que no podía explicar la Big Bang tuvo inicialmente un sentido burlesco y fue acuñado por Hoyle, contrario a la teoría del universo inflacionario y defensor del estacionario.
Cronología del Big Bang
Era
Duración
Temperatura
Era de Planck de 0 a 10-43 seg.
a 10-34 K
Era de radiación de 10-43 a 30.000
desde 10-34 a 104 K
Era de la materia de 30.000 años al presente (13.500.000.000 años). desde 104 a 3 K actual
La materia salió de ese clima de enormes temperaturas
La Era de Planck:
En cosmología, la época de Planck es el más temprano período de Tiempo en la historia del universo, entre cero y 10−43 segundos (como antes decía, un tiempo de Planck), durante el cual las cuatro fuerzas (nucleares fuerte y débil, electromagnética y gravitatoria, estaban unificadas en una sola fuerza y aún, no existían las partículas elementales que más tarde surgirían para formar la materia.
Es la era que se inició con el surgir de la materia, cuando el efecto gravitacional de la materia primera comenzó a dominar sobre el efecto de presión de radiación. Aunque la radiación es no masiva, tiene un efecto gravitacional que aumenta con la intensidad de la radiación. Es más, a altas energías, la propia materia se comporta como la radiación electromagnética, ya que se mueve a velocidades próximas a la de la luz. En las etapas muy antíguas del universo, el ritmo de expansión se encontraba dominado por el efecto gravitacional de la presión de radiación, pero a medida que el universo se enfrió, Big Bang
. Este hecho marcó el comienzo de la era de la materia.
De la radiación
Periodo Big Bang
. La era de radiación fue seguida por la era de la materia que antes se reseña,Era hadrónica
Corto periodo de tiempo Big Bang
en el que se formaron las partículas atómicas pesadas, como protones, neutrones, piones y kaones entre otras. Antes del comienzo de la era hadrónica, los quarks se comportaban como partículas libres. El proceso por el que se formaron los quarks se denomina transición de fase quark-hadrón. Al final de la era hadrónica, todas las demás especies hadrónicas habían decaído o se habían desintegrado, dejando sólo protones o neutrones. Inmediatamente después de esto el universo entró en la era leptónica.
Era Leptónica
Intervalo que comenzó unos 10-5 s después del Big Bang, en el que diversos tipos de leptones eran la principal contribución a la densidad del universo. Se crearon pares de leptones y antileptones en gran Big Bang. Después, los leptones se unieron a los hadrónes
Así se formó nuestro universo, a partir de una singularidad
que explotó expandiendo toda la densidad y energía a unas temperaturas terroríficas, y a partir de ese mismo instante conocido como Big Bang, nacieron, como hermanos gemelos, el tiempo y el espacio junto con la materia que finalmente desembocó en lo que El universo se está expandiendo, de manera que el espacio entre las galaxias está aumentando gradualmente, provocando un desplazamiento al rojo cosmológico en la luz procedente de los objetos distantes.El universo es el conjunto de todo lo que existe, incluyendo (como he dicho) el espacio, el tiempo y la materia. El estudio del universo se conoce como cosmología. Los cosmólogos distinguen al Universo con “U” mayúscula, significando el cosmos y su contenido, y el universo con “u” minúscula, que es normalmente un modelo matemático deducido de alguna teoría física como por ejemplo, el universo de Friedmann o el universo de Einstein-de Sitter. El universo real está constituido en su mayoría de espacios que aparentemente están vacíos, existiendo materia concentrada en galaxias formadas por estrellas, planetas, gases y otros objetos cosmológicos.
El universo se está expandiendo, de manera que el espacio materia oscura invisible que Big Bang, de acuerdo con la cual el universo se creó a partir de una densa y caliente concentración enorme de materia (una singularidad) en una bola de fuego que explotó y se expandió para crear el espacio, el tiempo y toda la materia que lo conforme. Todo ello ocurrió, según los
La NASA midiendo la curvatura en el espacio-tiempo alrededor del planeta
El universo se formó y apareció el tiempo y el espacio y la materia. Es lo que dice la teoría que antes hemos descrito. Sin embargo, hay muchas cuestiones que, por lo ¿Cuántas partículas hay en el universo?
¿De dónde vino la sustancia del universo?
¿Qué hay más allá del borde del universo?
En realidad, no existen respuestas concretas
El Universo está lleno de espacios “vacíos”
Podemos calcular que hay unas 100.000.000.000 de galaxias en el universo. Cada una de estas galaxias
son partículas diminutas y hacen falta 6×1023 de ellas para formar una masa equivalente a un gramo.
Ilustración del universo observable con el Sistema Solar en el centro, los planetas interiores, el cinturón de Asteroides, los planetas exteriores, el cinturón de Kuiper, la nube de Oort, Alfa Centauri, el brazo de Perseo, la Via Láctea, Andrómeda y las galaxias cercanas, la telaraña cósmica de cúmulos galácticos, la radiación de fondo de microondas y el Big Bang en el borde. Sobre la masa total del universo, estos son los cálculos actuales que, deben ser confirmados: en el universo hay materia suficiente para hacer 10.000.000.000.000.000.000.000 (diez mil trillones) de soles como el nuestro.
La masa del Sol es de 2×1033 gramos. Esto significa que la cantidad total de materia en el universo tiene una masa de: 1022×2×1033 ó 2×1055 gramos. Lo que podemos reseñar: 20.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000, que es igual a veinte nonillones (según Asimov).
Imagen: (las magnitudes en la imagen deben desplazar el punto decimal una posición a la izquierda) que explica la diferencia sobre el dato de la edad del universo (1.37×1010 años luz) en comparación a la estimación sobre el radio actual del universo observable (4.65×1010 años luz). La explicación de tal sería que al mirar la radiación de fondo y las galaxias más lejanas se observa el pasado con una mayor densidad de materia por centímetro cúbico del universo.
A pesar de su ínfima dimensión, los nucleones conformados por tripletes de quarks (protones y neutrones), se unen a los electrones Miremos nucleones
que contiene. Los nucleonesPues nucleones
hacen 1 g, y si hay 2×1055 g en el universo, entonces el nucleones en el universo podría ser de 6×1023×2×1055 ó 12×1078, que de manera más convencional se escribiría 1,2×1079.
Eddintong
En uno de mis trabajos que se titulaba los grandes números del Universo, se habló de como Arthur Stanley Eddington, un extraordinario científico que había sido el primero en descubrir cómo se alimentaban las estrellas a partir de reacciones nucleares. También hizo importantes contribuciones a nuestra comprensión de las galaxias, escribió la primera exposición sistemática de la teoría de la relatividad general de Einstein y fue el responsable de la expedición que durante un eclipse de Sol, pudo confirmar con certeza la predicción de la relatividad general que debería desviar la luz estelar que venía hacia la Tierra en aproximadamente 1’75 segundos de arco cuando pasaba cerca de la superficie solar, cuyo espacio estaría curvado debido a la gravedad generada por la masa del Sol. En aquella expedición, el equipo de Eddington hizo una exitosa medición del fenómeno desde la isla Príncipe, que confirmó que Einstein tenía razón y que su teoría predecía de manera exacta la medida de curvatura del espacio en función de la masa del objeto estelar que genera la gravitación distorsionando el espaciotiempo a su alrededor.
Entre los números que Eddington consideraba de importancia primordial estaba al que ahora conocemos como número de Eddington, que es igual al número de protones en el universo visible. Eddington calculó (a mano) este número con enorme precisión en un crucero trasatlántico, sentado en cubierta, con libreta y lápiz en la mano, tras calcular concienzudamente durante un tiempo, finalizó escribiendo:
“Creo que el Universo hay:
15.747.724.136.275.002.577.605.653.961.181.555.468.044.717.914.527.116.709.366.231.425.076.185.631.031.296
de protones y el mismo número de electrones”.
Este número enorme, normalmente escrito NEdd, es aproximadamente igual a 1080. Lo que atrajo la atención de Eddington hacia él era el hecho de que debe ser un número entero, y por eso en principio puede ser calculado exactamente.
Los astrónomos opinan que el 90 por 100 de los átomos de universo son hidrógeno, el 9 por 100 helio y el 1 por 100 elementos más complejos. Una muestra de 100 gramos, o mejor 100 átomos, consistiría entonces en 90 átomos de hidrógeno, 9 de helio y 1 de oxígeno (por ejemplo). Los núcleos de los átomos de hidrógeno contendrían 1 nucleón protón. Los núcleos de los átomos de helio contendrían 4 nucleones cada uno: 2 protones y 2 neutrones. El núcleo del átomo de oxígeno contendría 16 nucleones: 8 protones y 8 neutrones. Los 100 átomos juntos contendrían, por tanto, 145 nucleones: 116 protones y 26 neutrones.
Existe una diferencia nucleones. El neutrón no tiene carga eléctrica y no es preciso considerar ninguna partícula que lo acompañe. Pero el protón tiene una carga eléctrica positiva, y como el universo es, según creemos, eléctricamente neutro en su conjunto, tiene que existir un electrón (con carga eléctrica negativa) por cada protón, creando así el equilibrio existente.
De nucleones hay 116 electrones (protones). Para mantener la proporción, los 1’2×1079 nucleones del universo tienen que ir acompañados de 1×1078 electrones. Sumando los nucleones y electrones, tenemos un
La grandeza de nuestro Universo electrón, la constante de estructura fina…
De las demás partículas, las únicas que existen en cantidades importantes en el universo son los fotones
, los neutrinos y posiblemente los gravitones, pero son partículas sin masa. Veintidós tredecillones es, después de todo, un
Si no se explican estas imágenes… ¿quién podría decir lo que cada una de ellas es?
Una historia que circula por Internet desde hace muchos años fotones
que sería atravesado dos veces por el Sol en cada órbita, tardando cada vez 2000 años. Durante estos 2.000 años nuestro planeta estará continuamente bajo una iluminación omnidireccional permanente, que no producirá sombras. Los efectos de esta radiación fotónica serían
Nadie sabe de dónde vino la sustancia del universo, no siempre la ciencia puede dar respuesta a todo, es la manera de regular los sistemas para obtener respuestas tras el duro
El día que lleguemos a saber lo que encierran los fotones…nos podemos llevar una gran sorpresa
“La respuesta podía estar en la existencia de “energía negativa” que igualara la “energía positiva” ordinaria, pero con la particularidad de que cantidades iguales de ambos se unirían
¿Qué sabemos del vacío?
En realidad todo podría ser muy simple, tanto Diversas fuentes y pesquisas han podido lograr que el presente trabajo vea la luz y sea publicado aquí.
emilio silvera
Abr
7
José German Vidal Palencia y la Física
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Física ~ Comments (119)
ELECTRÓN, PROTÓN, ORIGEN DESCUBIERTO
(Electron, Proton, Origin Discovered)
Investigador independiente
Germán Vidal Palencia
México, D.F., a 27 de septiembre de 2015
14. CONCLUSIÓN
La idea que actualmente se tiene sobre la constitución de la materia no permite vislumbrar cómo ésta se presentó en el cosmos. Solo se sabe que en el pasado remoto se encontraba reunida en una pequeña región del espacio universal. Expandiéndose violentamente a partir de un Big Bang. A continuación, poco a poco irían surgiendo las galaxias con sus estrellas. 10.000 millones de años después, se originan estructuras planetarias, entre ellas la que ahora forma al Sistema Solar, con sus planetas y demás astros. Debieron transcurrir otros 4.500 millones de años para que la vida apareciera en nuestro planeta. Y varios cientos de millones de años más tarde, también la vida humana inteligente sobre él. A partir de entonces, se inician intentos humanos por describir gradualmente el entorno planetario y cósmico en general, así como los fenómenos lumínicos relacionados con ellos.
El hombre descubre que la luz que nos inunda proveniente del Sol puede ser estudiada y analizada cada vez más profundamente. En 1678 Christian Huygens propone la Teoría Ondulatoria de la Luz. En ese entonces no existen indicios de que la luz pudiera estar formada por corpúsculos, sólo se sospecha que está constituida por ondas que se desplazan en el espacio.
Sobre la teoría corpuscular, “En 1704, Newton escribió su obra más importante sobre óptica, Opticks, en la que exponía sus teorías anteriores y la naturaleza corpuscular de la luz, así como un estudio detallado sobre fenómenos como la refracción, la reflexión y la dispersión de la luz.
Aunque sus ideas acerca de la naturaleza corpuscular de la luz pronto fueron desacreditadas en favor de la teoría ondulatoria, los científicos actuales han llegado a la conclusión (gracias a los trabajos de Max Planck y Albert Einstein) de que la luz tiene una naturaleza dual: es onda y corpúsculo al mismo tiempo. Esta es la base en la cual se apoya toda la mecánica cuántica.” (35)
Sin embargo, a pesar de los actuales avances en la mecánica cuántica, a partir de esta tesis hemos detectado errores de fondo en lo que se refiere al establecimiento de sus bases. En el Quinto Congreso Solvay que se celebró en octubre de 1927 en Bruselas, para dilucidar el tema “Electrones y Fotones”, se cometió un error fundamental al denominar fotón a la relación de Planck. Considérese que determinaron llamar fotón a una ecuación matemática (E=hv) y no a un posible corpúsculo. Por ejemplo, como el nombre que se adjudica a un electrón, un protón o un neutrón, o inclusive a un planeta o una estrella. Ellos no son ecuaciones, son entes físicos.
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Sí los congresistas acordaron extraer la palabra fotón de la teoría referida a “Atomos de Luz” del físico-químico estadounidense llamado Gilbert Newton Lewis (1875-1946), quien “En 1926 acuñó el término “fotón” para la menor unidad de energía radiante.” (21), también debieron adjudicar este concepto al “cuanto de acción” de Planck, descrito a partir de su constante h, que es a la que se refería Gilbert, y no al “cuanto de luz” de Einstein, que es la relación de Planck.
Después de este congreso, en el futuro de la mecánica cuántica no pasó nada trascendente en cuanto al conocimiento adquirido desde aquella época, relacionado con lo que ahora se conoce como fotón. Lo relevante es que tal error ha significado un freno para el avance de la física cuántica moderna.
La comunidad científica presente en ese congreso donde acudieron los más renombrados personajes de la física y la química, “Fue una generación de oro de la ciencia, posiblemente como no ha habido otra en la historia. Diecisiete de los veintinueve asistentes eran o llegaron a ser ganadores de Premio Nobel, incluyendo a Marie Curie, que había ganado los premios Nobel en dos disciplinas científicas diferentes (Premios Nobel de Física y de Química).(36) Los científicos allí reunidos convinieron cambios necesarios para la física cuántica del momento. Sin embargo, como lo hemos visto en esta tesis, la confusión latente sobre las radiaciones electromagnéticas al definirse como fotón a cada frecuencia de radiación EM diferente, ha impedido ahondar en las propiedades que ellas tienen, dado que estas son parte constituyente de toda materia existente.
La recomendación a seguir derivado de este problema es actuar con la misma autoridad científica con que en aquella época aplicaron los congresistas para llamar fotón al “cuanto de luz” de Einstein. La comunidad científica contemporánea debe también tomar la decisión de dar marcha atrás y hacer como dijo Gilbert Newton Lewis: deben nombrar fotón al “cuanto de acción” de Planck, que es la menor unidad de energía radiante conocida. Su teoría fue publicada en octubre de 1926, exactamente un año antes de que se llevara a cabo el Congreso Solvay en octubre de 1927. Por cierto que Gilbert no fue invitado a ese importante evento científico.
Se demuestra, a partir de las ideas de Einstein sobre el “Efecto Fotoeléctrico” y el “Efecto Compton” descubierto por el físico Arthur Compton, que la luz se comporta como partícula además de como onda. Pero se especifica y concluye en esta obra, que las radiaciones electromagnéticas constituidas como ondas, cada una de ellas va asociada a una partícula de energía h, indistinguibles unas de las otras (todas iguales). Dicho esto, acogiendo las propias ideas de Planck: “…Su mente dio al fin con dos pasos en el campo de la estadística que hacían posible explicar perfectamente las observaciones de Rubens. El primero de ellos establecía que la energía emitida y absorbida sólo lo hacía en forma de paquetes pequeños pero finitos, y el segundo agregaba que tales paquetes eran indistinguibles uno del otro.” (7)
El caso es que el cosmos está inundado de partículas electromagnéticas discretas de energía h. Es a partir de estas partículas que la materia se encuentra formada. Durante los procesos radiantes pueden asociarse estas partículas separadas a diferentes distancias unas de las otras, pudiendo detectarse con instrumentos ópticos y electrónicos la frecuencia por segundo con que viajan a través del espacio, como ocurre con la luz roja, los rayos x, las ondas de radio, etc., etc.
44)
Es claro que la separación diversa entre partículas EM con sus ondas asociadas, que se conoce por la frecuencia por segundo con que llegan a un detector, está determinada por el tipo de reacción nuclear o atómica de donde son emitidas, que puede darse en las estrellas, en las reacciones químicas, etc. Ello no quiere decir que dada la separación entre partículas determinándose frecuencias diversas en las diferentes radiaciones EM, cambie el estatus físico de cada partícula, inclusive tampoco las partículas energéticas consideradas en paquete, al que ahora mismo se le denomina fotón o cuanto de luz.
Nosotros llamamos subfotón a las partículas y sus ondas asociadas de radiación EM de energía h indicada por la constante de Planck. Todas energéticamente iguales, independientemente de si van separadas a mayor o menor distancia unas de las otras durante sus movimientos a través del espacio. Sin embargo, Fotón sería la palabra más apropiada para estas partículas de energía radiante.
Al paquete de energía al que ahora mismo se llama fotón, en su lugar simplemente se le debería denominar radiación electromagnética roja, azul, de rayos x, gamma, etc. De antemano cada una de ellas tiene una frecuencia y energía específica conocida y reconocible científicamente. No se requiere de alguna palabra adicional para conocer las características de las radiaciones EM, tal como lo es la palabra fotón, aplicada modernamente, pero que resulta obsoleta. Mientras esto no ocurra, el campo de la física teórica seguirá científicamente congelada, como ocurre desde que se celebró el V Congreso Solvay, hace 88 años.
Sin embargo, considerando plausible la aplicación de rigor científico para la determinación de los conceptos que utiliza la ciencia, es de confiarse que más tarde o más temprano estaremos llamando fotón a todos y cada uno de los corpúsculos que integran a las radiaciones electromagnéticas, sin importar cuál sea la frecuencia por segundo con que viajen a través del espacio, en cualquiera circunstancia con que éste se halle presente. La energía de cualquier tipo de radiación EM, siempre será conocida mediante la ecuación E=hv, reconocida como cuanto de luz de Einstein, y también como relación de Planck.
Para finalizar, queremos decir al lector que estamos conscientes de que todos estaríamos esperando una conclusión de la obra que se enfocara en el tema que sugieren los títulos de la compilación. Sin embargo, ha decir verdad, los elementos de investigación correspondientes han superado estas expectativas pues en el afán de ir adaptándolos a la física contemporánea, en esta se descubrieron inconsistencias que han impedido un avance fluido en las nuevas argumentaciones que estarían por construirse, sobre todo al intentar incrustar el contenido teórico de la tesis con el de índole estándar ya establecido. Preferimos concluir, enfatizando el resultado de la investigación teniendo en consideración los términos vistos en estos párrafos. Después de todo, el éxito que esperamos al presentar este trabajo, dependerá de que la comunidad científica valore nuestro aviso y considere una revisión de los puntos de conflicto señalados. Como trabajo paralelo, seguiremos desarrollando la tesis basándonos en los términos ya descritos, en cada uno de los capítulos realizados hasta el momento.
45)
REFERENCIAS
7.- Información recuperada el 2 de agosto de 2015 de: La nueva física cumple cien años. http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/2-CD-Fiisca-TIC/HistoriaCiencia-F/Cien%20a%C3%B1os%20de%20mec%C3%A1nica%20cu%C3%A1ntica.pdf
21.- Información recuperada el 6 de julio de 2015 de: Gilbert N. Lewis.
https://es.wikipedia.org/wiki/Gilbert_N._Lewis
35.- Información recuperada el 22 de septiembre de 2015 de: Isaac Newton
https://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
36.- Información recuperada el 23 de septiembre de 2015 de: Congreso Solvay. https://es.wikipedia.org/wiki/Congreso_Solvay
Abr
6
¡Las estrellas! Mucho más que puntitos brillantes en el cielo
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Los misterios del Universo ~ Comments (1)
Han pasado ya más de sesenta años desde que Richard Feynman dictara su famosa charla: There is plenty of room at the bottom: An invitation to enter a new field of physics (Hay suficiente espacio en el fondo: Una invitación a entrar en un campo en la Física). En ella estableció que las leyes de la Física no impiden manipular las cosas átomo a átomo; –“es algo que no se ha hecho debido a que somos demasiado grandes para hacerlo”-. Eso ha quedado atrás y, en la actualidad, sí que se manipulan los átomos.
Átomo de anti-materia Observan el Spín
El proceso por el que se produce el efecto túnel o salto cuántico
“Cuando un fotón impacta contra un átomo de helio, se produce un salto cuántico y se libera un electron, por lo que el helio queda ionizado. Esto ocurre en unos cuantos attosegundos” – TU WIEN
¡La Humanidad! (Un fragmento del trabajo)
Hemos logrado determinar con precisión nuestros orígenes como especie mediante precisos análisis genéticos; por ejemplo, los estudios llevados a cabo sobre los genes de las mitocondrias pertenecientes a individuos de todas las poblaciones del mundo y de todas las razas.
Estudiando el A D N mitocondrial de miles de personas se ha llegado a formular la llamada “Teoría de la Eva Negra”, según la cual todos nosotros, los Homosapiens sapiens, procedemos de una hembra que vivió en algún lugar de África hace ahora unos tres cientos mil años. Otros estudios se han realizado mediante el análisis del polimorfismo del cromosoma Y.
¡Las estrellas! Mucho más que puntitos brillantes en el cielo. ¡Las Estrellas! ¡Qué importante son para nosotros! En ellas, en sus núcleos estelares, se fabrican los materiales para que se puedan formar los seres vivos.
Surgen como por arte de magia en las Nebulosas, donde ayudadas por los vientos estelares y la Gravedad, se forman protoestrellas que, finalmente, comienzan a brillar en la secuencia principal fusionando elementos sencillos en otros más complejos, y, sus edades, dependen de la masa que puedan tener. Una pequeña estrella roja puede llegar a tener más edad que el actual Universo. Si tiene la masa del Sol, durará 10.000 millones de años, y, si es una estrella gigante supermasiva, su avidez devoradora de materia, la hará vivir poco tiempo, es decir, unos cientos o miles de años, o, en su caso, unos escasos millones.
“¿Está el Corazón y el Alma de nuestra Galaxia localizadas en Casiopeia? Posiblemente no, pero ahí es donde dos brillantes nebulosa de emisión apodadas Corazón y Alma descansan. La Nebulosa del Corazón, oficialmente catalogada como IC 1805 y visible en la parte superior derecha, tiene una forma en luz visible que nos recuerda a un clásico símbolo de un corazón. La imagen de arriba, sin embargo , fue realizada en luz infrarroja por el relativamente recientemente lanzado telescopio WISE. La luz infrarroja penetra bien dentro de las enormes y complejas burbujas creadas por la formación estelar en el interior de estas dos regiones de formación de estrellas.
Los estudios de estrellas y polvo como éstos encontrados en las Nebulosas Corazón y Alma se han focalizado en cómo se forman las estrellas masivas y cómo les afecta su entorno. La luz tarda unos 6.000 años en llegarnos desde estas nebulosas, que juntas abarcan unos 300 años luz.” (APOD)
Ubicadas en el brazo de Perseo de nuestra galaxia, la nebulosa Corazón (derecha) y la nebulosa Alma (izquierda) son muy brillantes (a pesar de eso es necesario un telescopio para verlas) en una region de la galaxia donde muchas estrellas se están formando. IC 1805 (la nebulosa Corazón) es a menudo llamada también como la nebulosa del Perro Corriendo, debido obviamente a la apariencia de la nebulosa vista desde un telescopio.
Es curioso que, mirando en la oscura noche como brillan las estrellas del cielo, nos atrae su titilar engañoso (es la atmósfera terrestre la que hace que lo parezca). Sin embargo, pocos llegan a pensar en lo que verdaderamente está allí ocurriendo. Las transformaciones de fase por fusión no cesan. Esta transformación de materia en energía es consecuencia de la equivalencia materia-energía, enunciada por Albert Einstein en su famosa fórmula E=mc2; donde E es la energía resultante, m es la masa transformada en energía, y c es la velocidad de la luz (300 000 kilómetros por segundo). La cantidad de energía que se libera en los procesos de fusión termonuclear es fabulosa. Un gramo de materia transformado íntegramente en energía bastaría para satisfacer los requerimientos energéticos de una familia mediana durante miles de años.
Esta imagen era la guía de los navegantes primitivos
Imagen de Sirio A (estrella grande) y Sirio B (estrella pequeña abajo a la izquierda) tomadas por el Telescopio Hubble (Créd. NASA). Sirio es la quinta estrella más cercana y tiene una edad de 300, millones de años. Es una estrella blanca de la secuencia principal de tipo espectral A1V con temperatura superficial de 10 000 K y situada a 8,6 años luz de la Tierra. Es una estrella binaria y, de ella, podríamos contar muchas historias. La estrella fue importante en las vidas de Civilizaciones pasadas como, por ejemplo, la egipcia.
Lo que conocemos como estrella es una bola de gas luminosa que, durante una etapa de su vida, produce energía por la fusión nuclear del hidrógeno en helio. El término estrella, por tanto, no sólo incluye estrellas como el Sol, que están en la actualidad quemando hidrógeno, sino también protoestrellas, aún en formación y no lo suficientemente calientes como para que dicha combustión nuclear haya comenzado, y también varios tipos de objetos más evolucionados como estrellas gigantes y supergigantes, que están quemando otros combustibles nucleares, o las enanas blancas y las estrellas nucleares, que están formadas por combustible nuclear gastado.
Seguimos en la Nebulosa del Corazón (otra región)
Las estrellas se forman a partir de enormes nubes de gas y polvo que a veces tienen hasta años-luz de diámetro. Las moléculas de polvo, unidas a las de los gases, se rozan y se ionizan, se calientan y la nube comienza a girar lentamente. El enorme conglomerado, poco a poco se va juntando y la temperatura aumenta. Tal enormidad de materia crea una fuerza gravitatoria que hace contraerse la nube sobre sí misma; su diámetro y su temperatura en el núcleo es tal que se produce la fusión de los protones de hidrógeno que se transforman en un material más complejo, el helio, y ese es el momento en que nace la estrella que, a partir de ahí, puede estar miles de millones de años brillando y produciendo energía termonuclear.
La masa máxima de las estrellas puede rondar las 120 masas solares, es decir, ser 120 veces mayor que nuestro Sol, y por encima de este límite sería destruida por la enorme potencia de su propia radiación. La masa mínima para poder ser una estrella se fija en 0’08 masas solares; por debajo de ella, los objetos no serían lo suficientemente calientes en sus núcleos como para que comience la combustión del hidrógeno y se convertirían en enanas marrones. Las luminosidades de las estrellas varían desde alrededor de medio millón de veces la luminosidad del Sol para las más calientes hasta menos de la milésima de la del Sol para las enanas más débiles. Aunque las estrellas más prominentes visibles a simple vista son más luminosas que el Sol, la mayoría de las estrellas son en realidad más débiles que éste y, por tanto, imperceptibles a simple vista.
* La estrella Sirio es la más brillante y tiene el doble de tamaño que nuestro Sol
*Eta Carinae (NGC 3372) tiene 400 veces el diámetro del Sol inmersa en esa Nebulosa que la esconde dentro del gas y el polvo
* Betelgeuse tiene 1.000 veces el díámetro de nuestro Sol
Pero la estrella más grande conocida es:
VY Canis Majoris, supergigante roja que es aproximadamente 2.100 veces más grande que nuestro Sol.
El brillo de las estrellas (la luz y el calor) es el resultado de la conversión de masa en energía (E = mc2), por medio de reacciones nucleares, las enormes temperaturas de millones de grados de su núcleo, hace posible que los protones de los átomos del hidrógeno se fusionen y se conviertan en átomos de helio. Por cada kilogramo de hidrógeno quemado de esta manera, se convierten en energía aproximadamente siete gramos de masa. De acuerdo con la famosa ecuación de Einstein (arriba reseñada), los siete gramos equivalen a una energía de 6’3 × 1014 julios. Las reacciones nucleares no sólo aportan la luz y el calor de las estrellas, sino que también producen elementos pesados, más complejos que el hidrógeno y el helio que, posteriormente, son distribuidos por el universo, cuando al final de la estrella, esta explota en supernova, lanzando sus capas exteriores al espacio que de esta forma, deja “sembrado” de estos materiales el “vacio” estelar.
Las estrellas pueden clasificarse de muchas maneras. Una manera es mediante su etapa evolutiva: en presecuencia principal, secuencia principal, gigante, supergigante, enana blanca, estrella de neutrones y agujeros negros. Estas últimas son la consecuencia del final de sus vidas como tales estrellas, convirtiéndose en objetos estelares de una u otra clase en función de sus masas originales. Estrellas como nuestro Sol, al agotar el combustible nuclear se transforman en gigantes rojas, explotan en novas y finalmente quedan como enanas blancas. Si la masa es mayor serán estrellas de neutrones, y si aún son mayores, su final está en agujeros negros.
Nuestro Sol, nos parece un objeto enorme, grandioso que, es capaz, con su actividad de enviar a la Tierra luz y calor (radiación) para que podamos vivir los seres que la pueblan. Sin embargo, a pesar de su “grandeza”, la comparamos con otros objetos celestes y, desde luego, nos podemos quedar asombrados de que puedan existir cosas tan grandes como VY Canis Majoris. Podéis observar en ellas su tamaño en comparación con nuestro Sol.
El Color de las estrellas indican de qué materiales están conformadas y, así se compruena mediante el estudio de sus espectros.
- Color blanco-azul, como la estrella Spica
- Color blanco, como la estrella Vega
- Color blanco-amarillo, como la estrella Proción
- Color amarillo, como el Sol
- Color naranja, como Arcturus
- Color rojo, como la estrella Betelgeuse.
Otra clasificación es a partir de sus espectros, que indican su temperatura superficial. También por el color. Otra manera es en poblaciones I, II y III, que engloban estrellas con abundancias progresivamente menores de elementos pesados, indicando paulatinamente una mayor edad. También evolución estelar y magnitudes aparentes y absolutas y el tipo espectral con la distancia en a. L., es otra de las clasificaciones.
Después de estas clasificaciones genéricas tenemos otras mas particulares y definidas referidas a estrellas binarias, estrellas capullo, con baja velocidad, con envoltura, con exceso de ultravioleta, de alta velocidad, de baja luminosidad, de baja masa, de bario, de bariones, de campo, de carbono, de circonio, de estroncio, de helio, estrella de la población I extrema, de la población intermedia, de la rama gigante asintótica, estrella de litio, de manganeso, de manganeso-mercurio y, viceversa, estrella de metales pesados, de neutrones, estrellas de quarks (hipotética con densidad intermedia entre la estrella de neutrones y el agujero negro), estrella de referencia, de silicio, de tecnecio, de tiempo intermedio, de tipo tardío, de tipo temprano, estrella del polo, estrella doble, estrella enana, estándar, evolucionada, etc.
La luz proveniente de la superficie caliente del Sol pasa a través de la atmósfera solar más fría, es absorbida en parte, por eso llega a nosotros presentando las características líneas oscuras en su espectro. Las líneas oscuras del espectro del sol coinciden con líneas de los espectros de algunos elementos y revelan la presencia de estos elementos en la superficie solar. Las longitudes de onda de las radiaciones se indican en nanometros (nm).
El Sol
De qué está hecho el Sol
La posición e intensidad de las líneas oscuras del espectro solar han permitido establecer que casi las tres cuartas partes de la masa del Sol son hidrógeno, el elemento más simple. Casi todo el resto es helio, el segundo elemento más simple. En suma, entre hidrógeno y helio suman alrededor del 98 por ciento de la masa solar. El 2% restante está compuesto, aproximadamente, por la siguiente proporción de elementos: 0,8% de oxígeno, 0,6% de carbono, 0,2% de neón, 0,15% de nitrógeno, 0,05% de magnesio, y, en menor porcentaje aún, hierro, sodio y silicio.
La composición química de una estrella varía según la generación a la que pertenezca. Cuánto más antigua sea, más baja será su metalicidad. Al inicio de su vida una estrella similar al Sol contiene aproximadamente 75% de hidrógeno y 23% de helio. El 2% restante lo forman elementos más pesados, aportados por estrellas que finalizaron su ciclo antes que ella. Estos porcentajes son en masa; en volumen, la relación es 90% de hidrógeno y 10% de helio.
En la Vía Láctea las estrellas se clasifican según su riqueza en metales en dos grandes grupos. Las que tienen una cierta abundancia se denominan de la población I, mientras que las estrellas pobres en metales forman parte de la población II. Normalmente la metalicidad está directamente relacionada con la edad de la estrella. A más elementos pesados, más joven es la estrella.
Un equipo japones de astrónomos han descubierto una fuerte correlación entre la metalicidad del disco de polvo protoplanetario y su longevidad. A partir de éste hallazgo proponen que las estrellas de baja metalicidad son menos propensas a tener planetas, incluyendo gigantes gaseosos, debido a la corta vida de los discos protoplanetarios.
La composición de una estrella evoluciona a lo largo de su ciclo, aumentando su contenido en elementos pesados en detrimento del hidrógeno, sobre todo. Sin embargo, las estrellas sólo queman un 10% de su masa inicial, por lo que globalmente su metalicidad no aumenta mucho. Además, las reacciones nucleares sólo se dan en las regiones centrales de la estrella. Este es el motivo por el que cuando se analiza el espectro de una estrella lo que se observa es, en la mayoría de los casos, la composición que tenía cuando se formó. En algunas estrellas poco masivas los movimientos de convección penetran mucho en el interior, llegando a mezclar material procesado con el original. Entonces se puede observar incluso en la superficie parte de ese material procesado. La estrella presenta, en esos casos, una composición superficial con más metales.
La variedad de estrellas es grande y para los estudiosos fascinantes. Tal diversidad es debida a la evolución que desde su formación tiene cada tipo de estrella en función de su masa y de los gases y polvo cósmico que la forman y los que se crean en su núcleo (horno solar) a miles de millones de grados de temperatura capaces de transformar materiales simples como el hidrógeno hacia una gama más compleja y pesada que, finalmente, mediante la explosión de supernova (más temperatura), arroja al espacio materiales que, a su vez, forman nuevas estrellas de 2ª y 3ª generación con materiales complejos. La vida en nuestro planeta pudo surgir gracias a que en la Tierra había abundancia de estos materiales creados en las estrellas. Podemos decir, sin temor a equivocarnos que nosotros mismos estamos hechos del material creado en las estrellas lejanas que posiblemente, hace miles de millones de años explotó en supernova a millones de años luz de nuestro Sistema Solar.
Pero el Universo se rige por lo que llamamos las Fuerzas y Constantes Fundamentales de la Naturaleza, tenemos que decir que, precisamente, estas constantes son las que tienen el mérito de que las estrellas brillen en las galaxias y de que nosotros estemos aquí para mirar a los cielos y contemplar su belleza.
Las constantes fundamentales (constantes universales) están referidas a los parámetros que no cambian a lo largo del universo. La carga de un electrón, la velocidad de la luz en el espacio vacío, la constante de Planck, la constante gravitacional, la constante eléctrica y magnética se piensa que son todos ejemplos de constantes fundamentales.
Las fuerzas de la naturaleza que gobiernan la electricidad, el magnetismo, la radiactividad y las reacciones nucleares están confinadas a un “mundobrana” tridimensional, mientras que la gravedad actúa en todas las dimensiones y es consecuentemente más débil, la transporta el gravitón.
Las fuerzas fundamentales
Tipo de Fuerza |
Alcance en m |
Fuerza relativa |
Función |
Nuclear fuerte |
<3×10-15 |
1041 |
Une Protones y Neutrones en el núcleo atómico por medio de Gluones. |
Nuclear débil |
< 10-15 |
1028 |
Es responsable de la energía radiactiva producida de manera natural. Portadoras W y Z– |
Electromagnetismo |
Infinito |
1039 |
Une los átomos para formar moléculas; propaga la luz y las ondas de radio y otras formas de energías eléctricas y magnéticas por medio de los fotones. |
Gravitación |
Infinito |
1 |
Mantiene unidos los planetas del Sistema Solar, las estrellas en las galaxias y, nuestros pies pegados a la superficie de la Tierra. La |
Las constantes fundamentales
Constante |
Símbolo |
Valor en unidades del SI |
Aceleración en caída libre |
g |
9,80665 m s-2 |
Carga del electrón |
e |
1,60217733(49) × 10-19 C |
Constante de Avogadro |
NA |
6,0221367 (36) × 1023 mol-1 |
Constante de Boltzmann |
K=R/NA |
1,380658 (12) × 10-23 J K-1 |
Constante de Faraday |
F |
9,6485309 (29) × 104 C mol-1 |
Constante de los gases |
R |
8,314510 (70) × J K-1 mol-1 |
Constante de Loschmidt |
NL |
2,686763 (23) × 1025 mol-3 |
Constante de Planck |
h |
6,6260755 (40) × 10-34 J s |
Constante de Stefan-Boltzmann |
σ |
5,67051 (19) × 10-8 Wm-2 K-4 |
Constante eléctrica |
ε0 |
8,854187817 × 10-12 F m-1 |
Constante gravitacional |
G |
6,67259 (85) × 10-11 m3 Kg-1 s-2 |
Constante magnética |
μ0 |
4π × 10-7 Hm-1 |
Masa en reposo del electrón |
me |
9,1093897 (54) × 10-31 Kg |
Masa en reposo del neutrón |
mn |
1,6749286 (10) × 10-27 Kg |
Masa en reposo del protón |
mp |
1,6726231 (10) × 10-27 Kg |
Velocidad de la luz |
c |
2,99792458× 108 m s-1
|
Constante de estructura fina |
α |
2 π e2/h c
|
Unas pueden ser más constantes naturales que otras, pero lo cierto es que, de momento, han servido como herramientas eficaces. En el Universo existen otras constantes pero, me he limitado a reseñar las más conocidas aunque, existen otras que tienen la misma importancia que estas.
La última lección importante que aprendemos de la manera en que números puros como α (alfa) definen el mundo, es el verdadero significado de que los mundos sean diferentes. El número puro que llamamos constante de estructura fina, e indicamos con α, es como hemos dicho antes, una combinación de e, c y h (el electrón, la velocidad de la luz y la constante de Planck). Inicialmente, podríamos estar tentados a pensar que un mundo en el que la velocidad de la luz fuera más lenta sería un mundo diferente. Pero sería un error. Si e, h y c cambian de modo que los valores que tienen en unidades métricas (o cualesquiera otras) fueran diferentes cuando las buscamos en nuestras tablas de constantes físicas, pero el valor de α permaneciera igual; este nuevo mundo sería observacionalmente indistinguible de nuestro mundo. Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la naturaleza.
Si pudiéramos coger una Gran Nave superlumínica y recorriéramos el espacio interestelar paseando por las distintas regiones del Universo, veríamos que, todo es igual en todas partes: Cúmulos y supercúmulos de Galaxias, Galaxias cuajadas de estrellas en cúmulos y sueltas con sus sistemas planetarios, púlsares de giros alucinantes, magnéteres creando inmensos capos electromagnéticos, agujeros negros que se tragan todo lo que traspasa el Horizonte de suscesos, Hermosas y brillantes Nebulosas de las que surgen las nuevas estrellas.
Está claro que pensar siquiera en que en nuestro universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, habrá distintos leyes físicas, sería pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar como Einstein y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario, los científicos suponen con prudencia que, sea cual fueren las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte de nuestro universo por muy remota que se encuentre; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos,
Cuando los físicos empezaron a apreciar el papel de las constantes en el dominio cuántico y explotar la nueva teoría de la gravedad de Einstein para describir el universo en conjunto, las circunstancias eran las adecuadas para que alguien tratara de casarlas.
Sí, el Universo podría ser considerado como la mayor Obra de Arte que, a su vez, es capaz de generar otras Obras de Artes que, en alguna ocasión, dan mucho que pensar, ya que, el surgir de la vida partierndo del simple hidrógeno que evoluciona en las estrellas del cielo…es ¡Increíble! pero, sin embargo, nada más cierto hay.
Así entró en escena Arthur Stanley Eddington: un extraordinario científico que había sido el primero en descubrir cómo se alimentaban las estrellas a partir de reacciones nucleares. También hizo importantes contribuciones a nuestra comprensión de las galaxias, escribió la primera exposición sistemática de la teoría de la relatividad general de Einstein y fue el responsable de la expedición que durante un eclipse de Sol, pudo confirmar con certeza la predicción de la relatividad general que debería desviar la luz estelar que venía hacia la Tierra en aproximadamente 1’75 segundos de arco cuando pasaba cerca de la superficie solar, cuyo espacio estaría curvado debido a la gravedad generada por la masa del Sol. En aquella expedición, el equipo de Eddington hizo una exitosa medición del fenómeno desde la isla Príncipe, que confirmó que Einstein tenía razón y que su teoría predecía de manera exacta la medida de curvatura del espacio en función de la masa del objeto estelar que genera la gravitación distorsionando el espaciotiempo a su alrededor.
Claro que estamos en el Año Internacional de Luz, y, no debemos perder de vista que la luz tiene tanta importancia para vida como el agua y el carbono. Sin luz tendríamos un planeta oscuro con un asola nochr eterno, frío de tenebroso, sin esos bellos rincones que se pueden conformar cuando la luz, encide en una montaña, en el bosque, en el horiozonte del Océano, o, simplemente sew refleja en la blanca nieve, en las olas del Mar o en una atronadora catarata.
La luz Natural es un tesoro que nos dio nuestro Universo y hace posible que esa luz y ese calor que el Sol nos envia, haga factible la dinámica y la vida en el planeta, hace posible que podamos visualizar las cosas hechas de materia, y también, incide sobre la Tierra para que se realice la tan necesaria fotosíntesis, y muchos más beneficiosos y fenónomenos que, no siempre sabemos valorar en su justa medida.
emilio silvera
Abr
6
La Religión de aquellos tiempos: La Cosmología
por Emilio Silvera ~ Clasificado en Cosmología ~ Comments (1)
Cambiar la manera en la que trabaja la Naturaleza… ¡Nunca podremos!
Presentar a estas alturas a Isaac Asimov, sería un ejercicio inútil por ser alguien al que todos conocen por su faceta de escritor científico y de ciencia-ficción. Él escribió más de trescientos libros que iban desde la bioquímica y la física hasta Schakespeare y la Biblia. Todo lo quería tocar y, se introdujo en las más diversas ramas del saber humano para explicar sus ideas con respectos a esas muchas cuestiones que abordó con más o menos éxito. En lo que más destacó y se hizo más popular, fue en la rama de la Ciencia-Ficción en las que nos dejó novelas inolvidables que, como la Saga de La Fundación conocida en todo el mundo. Como hoy tratamos sobre cosmología, se me ocurre que, podríamos utilizar una de sus obras como comienzo de este sencillo trabajo:
La historia de un terrorífico eclipse
Una de sus mejores obras fue temprana. En 1941 publicó “Nightfall”, una historia sobre una civilización condenada a un destino funesto y ubicada en el planeta Lagash, que no giraba en torno a un único Sol, como lo hace la Tierra, sino que estaba inmerso en el campo gravitatorio de generado por seis soles independientes. Él no explicaba, en la obra, cómo era la órbita de ese planeta -sería un problema nada menos (y nada más) que de siete cuerpos-, nada fácil de explicar.
Para los habitantes de un planeta con más de un Sol, no sería fácil sobrellevar las diferencias que esto supondrían. Los planetas ahora desvelados, llamados Kepler-34b y Kepler-35b-, giran alrededor de un par de estrellas unidas gravitatoriamente que se orbitan entre sí. El primero se encuentra a 4.900 años luz de la Tierra y el segundo, aún más lejos, a 5.400 años luz. Si tuvieran habitantes, ¿qué sensación tendrían con esos dos focos luminosos sobre ellos?
Pero sigamos con la historia de los habitantes de Lagash que, en tal situación de estar iluminados por seis soles era que, recibían luz constante proveniente de los soles, cuando no eran unos eran los otros los que les enviaba sus rayos de luz y su calor.
Dado que no conocían ningún tipo de cielo nocturno, los astronómos extrapolan la idea de qué en su universo sólo existen unas pocas docenas de estrellas. Se trataba de unas luces misteriosas apenas visibles contra el resplandor de los seis soles. Así, los que consideraban importantes las estrellas estaban en minoria y eran considerado como gente “especiales” y, algo raras.
Además, en Lagash existía una silenciosa sensación incómoda. Los arqueólogos habían hallado restos de nueve culturas anteriores, cada una de las cuales había podido alcanzar una cultura muy avanzada del nivel de la cultura presente y luego, habían desaparecido. Los estratos geológicos indican que cada una de aquellas civilizaciones había permanecido durante un período de alrededor de dos mil años.
La historia de Asimov nos parece una fantasía pero, lo que hasta ahora sólo había sido cuestión de ciencia ficción, un grupo de astrónomos trabajando con el satélite espacial Kepler han encontrado a un planeta desde el que, si se pudiera uno parar en él, se podrían apreciar amaneceres y atardeceres con dos soles, justo cómo el que apareció en la primera entrega de Star Wars desde el planeta Tatooine.
Así es, resulta que este planeta recientemente descubierto, que por lo pronto lleva el nombre de Kepler-16b, se encuentra orbitando a un sistema binario de estrellas. Esto es, un par de estrellas girando una al rededor de la otra, mientras que el planeta gira al rededor de ese sistema.
Nos podríamos preguntar cómo serían en ese mundo de seis soles las cosas. La fotosíntesis de una planta queda afectada por el color de la luz que recibe. En la Tierra, la mayoría de las plantas evolucionaron al color verde con el fin de aprovechar el color amarillento de la luz solar que recibe la superficie de nuestro planeta. Nuestro sol, clasificado como una estrella enana amarilla, puede parecer de un brillo blanco visto desde el espacio, pero nuestra atmósfera nos hace verlo amarillo.
Existen muchas otras clases de estrellas que no son como el Sol en el vasto Universo, y muchas de ella están, como el el mundo de Lagahs compartiendo órbitas múltiples con otros tipos de estrellas: enanas rojas, estrellas azules, gigantes rojas, enanas blancas…Las estrellas poseen diferentes colores dependiendo de su composición, edad, tamaño y temperatura. Quizás estemos acostumbrados al amarillo, pero la naturaleza realmente no tiene preferencias, y, en un sistema de seis soles…para el planeta que depende de ellos, la cosa no sería fácil.
Aquí teneis a Gliese 667, un sistema solar múltiple de dos estrellas. Lástima que no haya podido encontrar ninguna imagen que pusiera representar el sistema Solar de Lagahs, el planeta de seis soles que, tendría que ser una verdadera alucinación para sus habitantes.
Al final de la Historia del planeta Lahahs que estaba en un sistema de seis soles, se descubrió la terrible verdad de por qué, casi de dos mil en dos mil años, desaparecían las civilizaciones que estaban allí aposentadas y firmemente establecidas. Cada 2.049 años los seis soles se ponen y cae la noche, algo totalmente desconocido para los lagashianos que consecuentemente, sienten un inmenso terror hacia la oscuridad y el frío (seis soles les enviaban su luz y su calor durante todas sus vidas). El Miedo y el terror de aquel nuevo y aterrador escenario, les hace volverse locos y comienzan a provocar fuegos hasta que la cultuira muere y, como las anteriores, desaparece.
La oscuridad total del mundo parece ser un denominador común en todas esas profecías. Seguramente por eso la escogería Asimov. Un físico, Anthony Peratt, que ha trabajado en el National Laboratory de los Álamos y en el Departamento de Energía, afirma que a los lagashianos los destruyó algo más que el fuego. La aparición del cielo nocturno y de incontables estrellas destruye su cosmología; socava su fe y los cimientos filosóficos de su sociedad, que entonces se derrumba.
Todos sabemos que la Cosmoogía es el estudio del Universo como un todo, de su historia y de su origen. Habitualmente, aunque no siempre, se basa en la Astronomía, así como en la religión y en las creencias sociales.
El antropólogo George P. Murdock hizo una lista de sesenta y ocho civilizaciones que han configurado sus cosmologías. Algunas de estas civilizaciones han desarrollado poco la ciencia y escasamente la astronomía. Nosotros los seres humanos, en cuanto identificamos un puñado de estrellas, pretendemos construir una imagen de todo el universo. La Directora del Programa de de religión del Hunter College de la City University de Nueva York, expresa su desacuerdo con la cifra de las 68 civilizaciones de dadas por Murdock: “Todas las civilizaciones tienen cosmologías de algún tipo que dicen como está estructurada la realidad. Al decir “realidad” se refiere a sus distintos universos, como ellos lo podían percibir”.
Las más antiguas y después…
No pocas de aquellas Civilizaciones antiguas coincidieron en muchas cuestiones del “mundo que veían” y, destacaron de las demás: Sumerios, Babilonios, Hindúes, Chinos, Egipcios y Griegos, todos ellos, nos dejaron su impronta y, el resultado de todas aquellas culturas, fue recopilado y traducido por el mundo del Islam cuando llegó el oscurantismo en la Edad Media. Mucho despúes, en el Renacimiento, volvieron a florecer aquellos saberes del mundo para que pudieran legar hasta nuestros días.
Existe un monstruo en el centro de nuestra galaxia está a punto de alimentarse del material presente en esa nube de gas. En efecto, recientes observaciones del VLT indican que una nube de gas pronto se aventurará peligrosamente cerca del agujero negro supermasivo que ocupa el centro de nuestra galaxia. La nube está siendo desgarrada, estirada y calentada. Los investigadores predicen que durante los próximos dos años parte de la nube será engullida por el agujero negro. ¿Os podeis imaginar que, nuestro mundo estuviera cerca de un monstruo estelar semejante? ¿Cuál sería nuestra reacción cuando el planeta comenzara a ser espaguetizado por esa fuerza de atracción descomunal? ¿Que reacciones y fuerzas se desatarían en el planeta?
Hoy, nuestros conocimientos del Universo son bastante aceptables y hemos podido comprobar que, nuestros modelos cosmológicos, se acercan a la realidad que podemos observar. Aqueloos tiempos lejanos en los que prevalecian las creencias y la intuición, han pasado para dar paso a la auténtica Ciencia que guía el camino que tenemos que seguir.
El Cosmos nunca podrá ser contemplado en su conjunto y, sólo regiones determinadas podrán ser contempladas por seres inteligentes que, confinados en sus mundos, se tendrán que valer de ingenios tecnológicos para poder captar esas imágenes lejanas y para ellos, situadas casi en el infinito de los confines de “mundo”.
Podríamos hablar del Universo observable, ya que, las distancias en él son tan grandes que ni imaginarlas podemos. Decir Universo es decirlo todo, ahí está el Espacio-Tiempo, la energía, todas las estrellas y galaxias, la materia en general “inerte” y, también, la vida.
Claro que, si alguien me pidiera una justificación de la cosmología como ciencia, me vería en un gran apuro para poder dar una respuesta. La raíz de la palabra Cosmos nos remite a una palabra que abarca el todo. ¿Cómo se puede tener una Ciencia basada en que conozcamos todo? Cuando ni siquiera sabemos cuál puede ser el tamaño real del Universo.
Claro que, aunque eso resulta ser así, no por ello, la Cosmología deja de ser interesante y también, importante. Dado que está estrechamente entrelazada con las creencias y aptitudes generales de nuestra sociedad, la cosmología puede ser una clave para conocer la psicología colectiva de una civilización. Generalmente, también suele haber algo de ciencia en esto.
emilio silvera