Este archivo es de dominio público porque fue creado por la NASA y, «el material de la NASA no está protegido con copyright a menos que se indique lo contrario». Lo que veis está situado a unos doscientos kilómetros de Port Augusta en Australia del Sur, dentro de la accidentada región interior y en el límite de la llanura de Nullarbor, hay un gran lago seco.
El cráter Acraman es un cráter de impacto muy erosionado localizado en la cordillera Gawler, Australia Meridional. … En superficie se corresponde con el Lago …
De forma aproximadamente circular, el lago Acraman tiene un diámetro de unos treinta kilómetros. Aunque se parece a otras muchas cuencas saladas en esa parte de Australia, el Acraman no es un lecho lacustre ordinario. Hace unos seiscientos millones de años un meteoro gigante cayó del cielo y abrió un enorme agujero en lo que ahora es la península Eyre. El agujero original media al menos noventa kilómetros de diámetro y varios kilómetros de profundidad. El lago Acraman de hoy es todo lo que queda de aquella monstruosa cicatriz, un testigo mudo de un antiguo cataclismo de proporciones inimaginables.
La erosión del cráter no ha permitido a los científicos calcular su diámetro exacto aunque las cifras que se manejan hablan de entre 85 y 90 kilómetros. En cuanto a su antigüedad, el impacto se data hace 590 millones de años. Estamos tranquilos en nuestros quehaceres del día a día, o, en nuestras casas ocupados en los más variados menesteres: una lectura, una película, charlando mientras nos tomamos un café… Y, pocas veces pensamos que, estamos expuestos a situaciones que, como la de arriba, pudiera acabar con nuestras esperanzas de futuro.
Hubo un tiempo en que la superficie de la Tierra, en lenta y progresiva formación, fue ametrallada por una lluvia de meteoritos de todo tipo de tamaño, peso y composición. Muchos vestigios de aquella época turbulenta han desaparecido, pero podemos aún ver las huellas que dejaron en la superficie de nuestro planeta.
Aquí dejo la imagen (como cosa curiosa) del Lago Hillier en Australia
He aquí una muestra de algunos de los cráteres más grandes de la Tierra.
Cráter Barringer en Flagstaff
En la foto superior podemos ver un cráter que se ubica a poco mas de media hora de coche de la ciudad de Flagstaff en Arizona (Estados Unidos). Pueden verse unos pequeños puntitos sobre su borde izquierdo. Son personas. Así podemos tomar conciencia de la dimensión real de esta herida provocada hace 50.000 años. Se estima que el cuerpo que impactó sobre el terreno medía unos 100 metros de diámetro, pesaba unos 300.000 kilos de hierro y niquel.
Este enorme cráter irregular, de unos 3 kilómetros de diámetro es el Glosses Bluff, en Australia. Se calcula su edad en unos 140 millones de años y su presencia ha despertado sentimientos mágicos en los pueblos originarios de la zona. Hoy está protegido dentro de la Reserva Natural de Tnorala y es un sitio sagrado para el pueblo Arrernte.
El mayor impacto sobre la tierra que se tenga conocimiento, sucedió hace 2.000 millones de años a poco más de 100 kilómetros de la actual ciudad de Johannesburgo (Sudáfrica). Se le llama Vredefort y es tan grande que no puede abarcarse en una sola mirada: 300 kilómetros de diámetro. La ciudad que le da nombre está en su interior, así como bosques, un río y carreteras. Desde el año 2005 es Patrimonio Natural de la Humanidad.
Otros cráteres provocados por impactos de meteoritos son:
El Cráter Popigai en Siberia (Rusia) y el 4to. más grande del mundo, con un yacimiento de diamantes en su interior.
El Cráter Kebira En el Desierto de Sahara en Libia que originalmente era 25 veces más grande que el de Arizona, pero la erosión y la arena lo han desdibujado.
El cráter Manicouagan en el norte de Canadá es uno de los más antiguos cráteres de impacto conocidos. Formado hace unos 200 millones de años, el terreno actual sustenta un embalse hidroeléctrico de 70 kilómetros de diámetro con la reveladora forma de un lago anular
El Cráter Chicxulub en la Península de Yucatán. Se supone que su impacto en la Tierra hace 65 millones de años, pudo haber auspiciado la desaparición de muchas especies, entre ellas los dinosaurios y otras muchas especies que dieron la posibilidad a los pequeños mamíferos para que resurgieran con fuerza.
Son muchos más los cráteres que jalonanla superficie terrestre y, menos mal que, todos se refieren a épocas muy lejanas. Hasta el momento, hemos tenido la gran suerte de que, alguno de esos episodios no se repitiera en épocas recientes. El daño físico causado por un gran impacto cósmico supera todo lo imaginable. El cuerpo incidente, típicamente de varios kilómetros de diámetro, podría pesar unos cien mil millones de toneladas. Viajando a una velocidad (más o menos) de veinte o treinta kilómetros por segundo, provoca una explosión equivalente a al menos cien millones de megatones TNT, muy superior a todas las armas nucleares del mundo juntas.
Cuando entra en la atmósfera, el objeto desplaza una enorme columna de aire, lo que crea una potente onda de choque que viaja alrededor de la Tierra. Al golpear el suelo, el bólido, junto con gran parte del material circundante, se evapora instantáneamente. Enormes cantidades de rocas son extraídas de la zona afectada y proyectadas con extrema violencia hacia el aire, incluso al espacio exterior tal es la velcidad que alcanzan, y, detrás, dejan un cráter gigantesco.
Los grandes fragmentos rocosos expulsados caen de nuevo atraídos por la fuerza de gravedad del planeta, y van a parar a centenares o miles de kilómetros, e inflaman la vegetación con su violenta incandescencia. El temblor producido por el impacto primario supera a los terremotos más violentos y produce aún más daño. Si el bólido cae en el mar, produce Tsunamis de muchos kilómetros de altura que devastan las riberas del océano e inundan inmensas franjas de tierra.
El polvo levantado por todo el horrible acontecimiento llega a cubrir a todo el planeta; la luz del Sol queda oculta al ser bloqueada durante meses y hasta años, y, algunas especies vivas, sobre todo las vegetales, por la falta de luz, languidecen y mueren, con lo cual, desaparece el sustento de otro montón de espcies que dependen de las plantas para vivir. La lluvia ácida es el siguiente acontecimiento que se deriva de todo esto y, ante estas perspectivas, muchas especies vivan no pueden evitar que les llegue la extinción.
Es nuestra casa, nuestro habitad, nuestro refugio y, como tal, la debemos tratar con el esmero que se le debe a quien nos ha proporcionado toda clase de elementos y materiales que nos son necesarios para vivir y, por ello, siempre estaremos con ella en deuda. Sin embargo, como hemos visto a lo largo de este pequeño reportaje, son otros muchos los factores que la amenazan a ella y, de paso, a nosotros. Son situaciones que no podemos controlar y que, en el paso, fueron frecuentes.
Nuestras mentes, máquinas perfectas que están preparadas para inducirnos en todo momento lo mejor para nosotros, nos tiene alejados de esta realidad que pende sobre nuestras cabezas, ya que, aunque estuviéramos pensando todo el tiempo en la posibilidad de que un meteoro gigante nos venía envima, poco podríamos hacer aparte de estar preocupados, o, algo más.
Llegados a este punto, me vienen a la memoria aquellas palabras enardecidas del poeta-filósofo romano Lucrecio que, llevaban la intención de convencernos de que no estamos solos en el universo. Lucrecio argumentaba que si el universo estaba hecho de átomos idénticos y sujetos a leyes universales de la Naturaleza, entonces los mismos procesos que dieron lugar a la vida en la Tierra deberían también dar lugar a la vida en otros mundos. El argumento, que se remonta al atomista griego Epicuro, es convincente. Pero, algunos preguntan ¿Es correcto?
Naturalmente que Sí, es tan correcto como el hecho de que, también en esos otros mundos, pueden caer meteoros enormes que acabe con sus especies como, de hecho, sucedió aquí, en la Tierra.
Claro que, si miramos hacia atrás y nos retrotraemos en el Tiempo, veremos que cualquier cosa puede pasar, la seguridad es algo que carece de firmeza y estamos en manos del Azar.
emilio silvera
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.
Explosión y expansión
Si la teoría del Bing Bang es correcta (como parece que lo es -al menos de momento-), debe de existir alguna fuerza desconocida, i, quizá la misma gravedad que no hemos llegado a entender totalmente y tenga alguna parte que se nos escapa, o, una gran proporción de “materia oscura” en forma no bariónica, quizás axiones, fotinos o neutrinos masivos, supervivientes de las etapas tempranas del Big Bang y, ¿por qué no?, también podríamos suponer que la materia oscura que tanto nos preocupa pudiera estar encerrada dentro de las singularidades de tantos y tantos agujeros negros que se han debido formar a lo largo de los 13.700 millones de años que es la edad del universo.
Los agujeros negros, cuya existencia se dedujo por Schwarzschild en 1.916 a partir de las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, son objetos super-masivos, invisibles a nuestra vista (de ahí su nombre) del que no escapa ni la luz; tal es la fuerza gravitatoria que generan que incluso engullen la materia de sus vecinas, objetos estelares como estrellas que osan traspasar el cinturón de seguridad que llamamos horizonte de sucesos.
Pues bien, si en el universo existen innumerables agujeros negros, por qué no creer que sean uno de los candidatos más firmes para que sea la buscada “materia oscura”.
Viaje hacia la Quinta Dimensión
Para mí particularmente, sin descartar absolutamente nada de lo anterior (cualquier teoría podría ser la cierta), la denominada materia oscura (si finalmente existe), está situada en la quinta dimensión, y nos llegan sus efectos a través de fluctuaciones del “vacío” donde residen inmensas energías que rasgan el espacio-tiempo y que, de alguna manera, deja pasar a los gravitones que transportan la fuerza gravitacional que emite dicha materia y sus efectos se dejan sentir en nuestro universo, haciendo que las galaxias se alejen las unas de las otras a mayor velocidad de la que tendrían si el universo estuviera poblado sólo de la materia bariónica que nos rodea.
Claro que mi pensamiento es eso, una conjetura más de las muchas que circulan. A veces me sorprendo al escuchar como algunos astrofísicos de reconocido nombre, sin pudor alguno, dogmatizan hablando de estas cuestiones sobre las que no tienen la menor certeza. Podemos hablar de la energía y materia oscura pero, siempre, dejando claro que son teorías de lo que podría ser y que, más o menos probables, aún no han sido confirmadas.
¿Cómo es, de qué está formada, ¿Dónde está? ¿Permea todo el Universo? ¿Por qué no se ve?
De todas las maneras, incluso la denominación dada: “materia oscura”, delata nuestra ignorancia. ¿Cómo poemos poner nombre a algo que ni sabemos si existe en realidad. Se buscó esta solución para poder cuadrar las cuentas. Las observaciones astronómicas dejaron claro que, las galaxias, se alejaban las unas de las otras a velocidades cada vez mayores y que, de seguir así, llegaría un día en el futuro en el que, las únicas galaxias cercanas serían las del Grupo Local. Que cada vez el espacio “vacío” entre galaxias será mayor. ¿Qué fuerza desconocida empujaba a las galaxias a expandirse hacia el exterior? La materia bariónica no era la causante. Así que, se inventó la materia oscura y, de esa manera, el problema quedó zanjado. Claro que, no solucionado.
Estamos anclados en estas dos teorías que presiden la Fsica desde hace más de 100 años
Mecánica cuántica, relatividad, átomos, el genoma, agujeros negros, la constante cosmológica, la constante de Planck racionalizada… Sabemos representar muchas otras cosas pero, la materia oscura, al sernos desconocida, no sabemos como puede ser y no podemos tener una imagen de lo que la materia oscura es (si es que es), así que hablamos y hablamos de ella sin cesar pero también sin, saber.
Mientras tanto, dejamos que el “tiempo” transcurra y como en todo lo demás, finalmente, alguien nos dará la respuesta, o, nos sacará del error, al demostrar que la dichosa materia oscura, nunca existió y que es, otra fuerza, la que produce los efectos observados en la expansión acelerada del Universo.
Claro que nos falta mucho…
Como mejor aprendemos el idioma es vivir en el país, y, de la misma manera ir a las estrellas nos enseñaran las cosas que aquí nunca podremos aprender, sólo podremos teorizar sobre ellas.
Para que tengamos todas las respuestas que necesitamos para viajar a las estrellas, tener energía infinita obtenida de agujeros negros, lograr el traslado instantáneo de materia viva a lugares distantes, dominar toda una galaxia, etc, tendrán que transcurrir algunos eones de tiempo para que, algunos de estos sueños se haga realidad y, si ocurren algunas de esas cosas en el futuro…¿La haremos nosotros? ¿O, quizá para entonces sean otros los que habrán cogido la antorcha de nuestros sueños?
¿Alguien me podría decir quién es robot y quién humano?
Cada vez se avanza más en menos tiempo. Y, llegará el momento, cuando dentro de algunos milenios, estemos preparados para viajar a las estrellas que, estarán aquí presentes con nosotros los inevitables Robots. Según una serie de cálculos y profundos pensamientos, no podremos seguir adelante llegados a un punto de no retorno, y, nos veremos obligados a fabricar robots muy sofisticados que harán trabajos espaciales y de colonización de Planetas para preparar la posterior llegada de los Humanos. Es inevitable pero, ¿será una buena idea?
Acordaos de que hace menos de un siglo no existían televisores, teléfonos móviles, faxes, ni aceleradores de partículas. En los últimos cien años hemos avanzado de una manera que sería el asombro de nuestros antepasados. De la misma manera pero mucho más acelerada, serán las décadas venideras y, para dentro de los próximos cien años (a finales del presente siglo), si lo pudiéramos ver, quedaríamos tan asombrados como lo estarían nuestros bisabuelos si pudieran abrir los ojos y ver el mundo actual.
Si se consigue será otro hogar para nosotros
¿Qué maravillas tendremos dentro de 200 años? ¿Qué adelantos científicos se habrán alcanzado? ¿Sabremos más sobre el origen de la vida? ¿Qué estadio de saber habrá alcanzado la Física, y, si para entonces hemos verificado la Teoría de cuerdas, qué nuevas teorías estarán en boga? ¿Habremos convertido Marte en una segunda Tierra (terra-formarla) al proporcionarle una atmósfera y un escudo magnético?
La verdad es que, científicamente hablando, no habría problema alguno
Dejando a un lado, a los primeros descubridores, como Ptolomeo, Copérnico, Galileo, Kepler y otros muchos de tiempos pasados, tenemos que atender a lo siguiente:
La primera revolución de la física se produjo en 1.905, cuando Albert Einstein con su relatividad especial nos ayudo en nuestra comprensión de las leyes que gobiernan el universo. Esa primera revolución nos fue dada en dos pasos: 1905 la teoría de la relatividad especial y en 1.915, diez años después, la teoría de la relatividad general. Al final de su trabajo relativista, Einstein concluyó que el espacio y el tiempo están distorsionados por la materia y la energía, y que esta distorsión es la responsable de la gravedad que nos mantiene en la superficie de la Tierra, la misma que mantiene unidos los planetas del Sistema Solar girando alrededor del Sol y también la que hace posible la existencia de las galaxias. La Relatividad General de Einstein, nos dice cómo la materia determina la geometría del Universo.
Un universo que se curva sobre sí mismo en presencia de la materia
Einstein nos dio un conjunto de ecuaciones a partir de los cuales se puede deducir la distorsión del tiempo y del espacio alrededor de objetos cósmicos que pueblan el universo y que crean esta distorsión en función de su masa. Se han cumplido 100 años desde entonces y miles de físicos han tratado de extraer las predicciones encerradas en las ecuaciones de Einstein (sin olvidar a Riemann) sobre la distorsión del espaciotiempo. Es decir, Einstein nos dijo que la materia, es la que determina la geometría del Universo.
Un agujero negro es lo definitivo en distorsión espaciotemporal, según las ecuaciones de Einstein: está hecho única y exclusivamente a partir de dicha distorsión. Su enorme distorsión está causada por una inmensa cantidad de energía compactada: energía que reside no en la materia, sino en la propia distorsión. La distorsión genera más distorsión sin la ayuda de la materia. Esta es la esencia del agujero negro.
Si tuviéramos un agujero negro del tamaño de la calabaza más grande del mundo, de unos 10 metros de circunferencia, entonces conociendo las leyes de la geometría de Euclides se podría esperar que su diámetro fuera de 10 m / π = 3’14159…, o aproximadamente 3 metros. Pero el diámetro del agujero es mucho mayor que 3 metros, quizá algo más próximo a 300 metros. ¿Cómo puede ser esto? Muy simple: las leyes de Euclides fallan en espacios muy distorsionados.
Como podemos imaginar un objeto pesado o masivo colocado en el centro de una superficie elástica, se ha hundido a consecuencia del peso y ha provocado una distorsión que cambia completamente la medida original del diámetro de esa circunferencia que, al ser hundida por el peso, se agranda en función de éste.
Al espacio le ocurre igual.
De la misma manera se puede considerar que el espacio tridimensional dentro y alrededor de un agujero negro está distorsionado dentro de un espacio plano de dimensión más alta (a menudo llamado hiperespacio), igual que la lámina bidimensional está distorsionada como describo en la imagen anterior.
Lo más intrigante de los agujeros negros es que, si caemos en uno, no tendremos manera alguna de salir o enviar señales a los que están fuera esperándonos. Pensemos que la masa de la Tierra que es de 5’974X1024 Kg (densidad de 5’52 gramos por cm3), requiere una velocidad de escape de 11’18 Km/s, ¿cuál no será la masa y densidad de un agujero negro si pensamos que ni la luz que viaja a 299.792’458 Km/s puede escapar de su fuerza de gravedad?
La Gravedad, presente en el Universo de tantas maneras
Es tanta la densidad que no sólo distorsiona el espacio, sino que también distorsiona el tiempo según las ecuaciones de Einstein: el flujo del tiempo se frena cerca del agujero, y en un punto de no retorno (llamado el “horizonte” del agujero, o límite), el tiempo está tan fuertemente distorsionado que empieza a fluir en una dirección que normalmente sería espacial; el flujo de tiempo futuro está dirigido hacia el centro del agujero. Nada puede moverse hacia atrás en el tiempo1, insisten las ecuaciones de Einstein; de modo que una vez dentro del agujero, nos veremos arrastrados irremisiblemente hacia abajo con el flujo del tiempo, hacia una “singularidad” escondida en el corazón del agujero; en ese lugar de energía y densidad infinitas, el tiempo y el espacio dejan de existir.
Como he apuntado antes en alguna parte de este mismo trabajo, la descripción relativista del agujero negro procede de la obra de Kart Schwarzschil. En 1.916, apenas unos meses después de que Einstein formulara sus famosas ecuaciones, Schwarzschild fue capaz de resolver exactamente las ecuaciones de Einstein y calcular el campo gravitatorio de una estrella masiva estacionaria.
Así, Históricamente la primera solución importante fue obtenida por Schwarzschild en 1916, esta solución conocida posteriormente como métrica de Schwarzschild, representa el campo creado por un astro estático y con simetría esférica. Dicha solución constituye una muy buena aproximación al campo gravitatorio dentro del sistema solar, lo cual permitió someter a confirmación experimental la teoría general de la relatividad explicándose hechos previamente no explicados como el avance del perihelio de Mercurio y prediciendo nuevos hechos más tarde observados como la deflexión de los rayos de luz de un campo gravitatorio. Además las peculiaridades de esta solución condujeron al descubrimiento teórico de la posibilidad de los agujeros negros, y se abrió todo una nueva área de la cosmología relacionada con ellos. Lamentablemente el estudio del colapso gravitatorio y los agujeros negros condujo a la predicción de las singularidades espacio-temporales, deficiencia que revela que la teoría de la relatividad general es incompleta. Quizá la teoría de cuerdas, en la que subyace ésta, nos complete el cuadro.
La solución de Schwarzschild tiene varias características interesantes:
La solución de Schwarzschild permitió aplicar los postulados de la relatividad general a disciplinas como la mecánica celeste y la astrofísica, lo cual supuso una verdadera revolución en el estudio de la cosmología: Apenas seis años después de la publicación de los trabajos de Einstein, el físico ruso Aleksander Fridman introdujo el concepto de singularidad espacio-temporal, definido como un punto del espacio-tiempo en el que confluyen todas las geodésicas de las partículas que habían atravesado el horizonte de sucesos de un agujero negro. En condiciones normales, la curvatura producida por la masa de los cuerpos y las partículas es compensada por la temperatura o la presión del fluido y por fuerzas de tipo electromagnético, cuyo estudio es objeto de la física de fluidos y del estado sólido. Sin embargo, cuando la materia alcanza cierta densidad, la presión de las moléculas no es capaz de compensar la intensa atracción gravitatoria. La curvatura del espacio-tiempo y la contracción del fluido aumentan cada vez a mayor velocidad: el final lógico de este proceso es el surgimiento de una singularidad, un punto del espacio-tiempo donde la curvatura y la densidad de tetra-momentum son infinitas.
- En primer lugar, una línea de no retorno rodea al agujero negro: cualquier objeto que se acerque a una distancia menor que este radio será absorbido inevitablemente en el agujero.
- En segundo lugar, cualquiera que cayera dentro del radio de Schwarzschild será consciente de un “universo especular” al “otro lado” del espacio-tiempo.
Incluso surgieron agujeros de gusano que nos podían trasladar a puntos distantes tanto en el tiempo como en el espacio.
Einstein no se preocupaba por la existencia de este extraño universo especular porque la comunicación con él era imposible. Cualquier aparato o sonda enviada al centro de un agujero negro encontraría una curvatura infinita; es decir, el campo gravitatorio sería infinito y, como ya dije antes, ni la luz podría escapar a dicha fuerza, e igualmente, las ondas de radio electromagnéticas también estarían prisioneras en el interior de un agujero negro, con lo cual, el mensaje nunca llegará al exterior. Allí dentro, cualquier objeto material sería literalmente pulverizado, los electrones serían separados de los átomos, e incluso los protones y los neutrones dentro de los propios núcleos serían desgajados. Además, para penetrar en el universo alternativo, la sonda debería ir más rápida que la velocidad de la luz, lo que no es posible; c es la velocidad límite del universo.
Así pues, aunque este universo especular es matemáticamente necesario para dar sentido a la solución de Schwarzschild, nunca podría ser observado físicamente (al menos por el momento). En consecuencia, el famoso puente de Einstein-Rosen que conecta estos dos universos fue considerado un artificio matemático.
Posteriormente, los puentes de Einstein-Rosen se encontraron pronto en otras soluciones de las ecuaciones gravitatorias, tales como la solución de Reisner-Nordstrom que describe un agujero eléctricamente cargado. Sin embargo, el puente de Einstein-Rosen siguió siendo una nota a pie de página curiosa pero olvidada en el saber de la relatividad.
Las cosas comenzaron a cambiar con la solución que el trabajo matemático presentado por el neozelandés Roy Kerr, presentado en 1.963, encontró otra solución exacta de las ecuaciones de Einstein. Kerr supuso que cualquier estrella colapsante estaría en rotación. Así pues, la solución estacionaria de Schwarzschild para un agujero negro no era la solución físicamente más relevante de las ecuaciones de Einstein.
La solución de Kerr causó sensación en el campo de la relatividad cuando fue propuesta. El astrofísico Subrahmanyan Chandrasekhar llegó a decir:
“La experiencia que ha dejado más huella en mi vida científica, de más de cuarenta años, fue cuando comprendí que una solución exacta de las ecuaciones de Einstein de la relatividad general, descubierta por el matemático Roy Kerr, proporciona la representación absolutamente exacta de innumerables agujeros negros masivos que pueblan el universo. Este estremecimiento ante lo bello, este hecho increíble de que un descubrimiento motivado por una búsqueda de la belleza en matemáticas encontrará su réplica exacta en la naturaleza, es lo que me lleva a decir que la belleza es aquello a lo que lleva la mente humana en su nivel más profundo“.
Un agujero negro de Kerr o agujero negro en rotación es una región de agujero negro presente en el espacio-tiempo de Kerr, cuando el objeto másico tiene un radio inferior a cierta magnitud, por encima de este radio el universo de Kerr no presenta región de agujero negro. Un agujero negro de Kerr es una región no isótropa que queda delimitada por un horizonte de sucesos y una ergo-esfera presentando notables diferencias con respecto al agujero negro de Schwarzschild. Esta nueva frontera describe una región donde la luz aun puede escapar pero cuyo giro induce altas energías en los fotones que la cruzan. Debido a la conservación del momento angular, este espacio forma un elipsoide, en cuyo interior se encuentra un solo horizonte de sucesos con su respectiva singularidad, que debido a la rotación tiene forma de anillo.
La solución de Kerr de un agujero negro giratorio permite que una nave espacial pase a través del centro del agujero por el eje de rotación y sobrevivir al viaje a pesar de los enormes pero finitos campos gravitorios en el centro, y seguir derecha hacia el otro universo especular sin ser destruida por la curvatura infinita.
Para nosotros, teniendo el concepto que tenemos de lo que un agujero negro es, es tan difícil imaginar que una nave pueda entrar en él y poder salir más tarde, como imaginar que, en mundos extraños como el de arriba, puedan existir criaturas inteligentes como en la Tierra.
El universo, como todos sabemos, abarca a todo lo que existe, incluyendo el espacio y el tiempo y, por supuesto, toda la materia está en la forma que esté constituida. El estudio del universo se conoce como cosmología. Si cuando escribimos Universo nos referimos al conjunto de todo, al cosmos en su conjunto, lo escribimos con mayúscula, el universo referido a un modelo matemático de alguna teoría física, ese se escribe con minúscula.
El gran hoyo en el cielo: el misterio del super-vacío de Eridanus, la estructura más grande del universo. Confirmado: vivimos en el borde de un descomunal vacío cósmico. Mide más de mil millones de años luz de extensión y en su interior no hay «nada» el Vacío de Bootes, llamado también el Gran Vacío, es un super-vacío cósmico a 700 millones de años luz de la Tierra. Es cierto que allí hay menos galaxias y estrellas pero vacío… ¡No está!
El universo real está constituido en su mayoría por espacios aparentemente vacíos, existiendo materia concentrada en galaxias formadas por estrellas y gas (también planetas, quásares, púlsares, cometas, estrellas enanas blancas y marrones, estrella de neutrones, agujeros negros y otros muchos objetos espaciales). El universo se esta expandiendo, las galaxias se alejan continuamente los unas de las otras. Existe una evidencia creciente de que existe una materia oscura invisible, no bariónica, que puede constituir muchas veces la masa total de las galaxias visibles. El concepto más creíble del origen del universo es la teoría del Big Bang de acuerdo con la cual el universo se creó a partir de una singularidad infinita de energía y densidad a inmensas temperaturas de millones de grados K, hace ahora unos 15.000 millones de años.
emilio silvera
Más abajo, he querido recordar la desgracia ocurrida no hace mucho en Japón, y, mucho es lo que se ha escrito sobre el suceso y las consecuencias derivadas del accidente del Reactor Nuclear de Fukushima. Sin embargo, no todos saben comprender las consecuencias de lo que allí pasó ni entiernden el significado de las unidades de medida que se emplean de acuerdo con las referencias tomadas de la bibliografía científica y en los niveles de alerta.
Como consecuencia del terremoto y el tsunami ocurrido el 11 de marzo de 2011 en Japón, la central nuclear de Fukushima resultó seriamente dañada. Esta planta número 1 de Tokyo Electric Power en Fukushima (conocida con el nombre de Daiichi) está situada a unos 270 kilómetros al noreste de Tokio, cuenta con seis reactores de agua ligera en ebullición, opera desde 1971 y contaba con permiso para continuar activa hasta el año 2021.
El agua radiactiva de Fukushima, el problema que no…
El desastre de Fukushima “fue un error humano y pu
Para caracterizar de forma cuantitativa y precisa las radiaciones ionizantes y sus posibles efectos es necesario disponer de un conjunto de magnitudes con sus correspondientes unidades, y, de hecho, existen un gran número de magnitudes para dosimetría de radiaciones y protección radiológica. Esto es consecuencia por una parte de la naturaleza compleja de los fenómenos considerados y por otra del intento de definir magnitudes que midan no sólo propiedades físicas (tales como carga, energía o número de partículas) sino que tengan en cuenta los posibles efectos biológicos y el riesgo potencial asociado a las radiaciones ionizantes.
Antes de la explosión habían sido evacuadas 46.000 personas, en un radio de 10 kilómetros
Aquí podríamos hablar del Reglamento sobre Protección sanitaria contra radiaciones ionizantes, Magnitudes radiométricas, Coeficientes de interacción, Dosimetría, Protección Radiológica, Radio-protección, etc.
Sin embargo, a efectos de radio-protección interesa cuantificar aquella fracción que permanece dentro de la masa de referencia dm y eso es la Dosis Absorbida D. La unidad de la dosis absorbida es también el Gray (Gy) al ser dimensionalmente 1 Gy = 1 J/kg.
Tenemos ya un caso muy sencillo en el que dos magnitudes con las mismas dimensiones físicas y unidades, expresan conceptos diferentes. A fin de concretar, si se considera una pequeña cantidad de materia aislada dm, sobre la que incide radiación, la suma de energía cinética inicial de todas las partículas cargadas liberadas, componen el Kerma, pero tan sólo una fracción de esta energía quedará absorbida en la masa de referencia dm, y esta es la dosis absorbida. Por tanto, al estudiar los efectos biológicos de la radiación en dm, la magnitud de interés en este caso es la Dosis Absorbida más que Kerma.
Es importante controlar la posible absorción de radiación que pueda haber sufrido el cuerpo
Claro que, la radio-sensibilidad puede ser muy diferente para distintos órganos del cuerpo humano y la diversa radiobiológica que pueden tener las distintas componentes de los campos complejos de radiación.
Evidentemente, cada una de ellas tiene sus propios y muy diferentes modos de ionizar con sus correspondientes efectos biológicos. En este punto se requiere la aplicación de dos conjuntos de factores de ponderación adimensionales que consideran por un lado el campo de radiación (wg) y por otro, la radiosensibilidades particulares de los diferentes tejidos (wT).
Aquí entran en juego magnitudes dosimétricas cuya dimensión física sigue siendo energía por unidad de masa (J/kg) pero el nombre es diferente al serlo también el concepto que representa. Se trata de la dosis equivalente HT en el tejido T y la dosis efectiva E en todo el cuerpo, se definen mediante unas ecuaciones que obviaremos aquí.
Los efectos de la radiación Absorbida por un cuerpo humano pueden llegar a ser tan nocivas que hasta llevan a la muerte conforme a la exposición externa, la dosis equivalente comprometida, la dosis efectivamente absorbida y otras consideraciones que nos llevan a saber.
·Elementos radiactivos en el cuerpo humano
Radiaciones ionizantes y no ionizantes:
Radiaciones ionizantes: Se producen cuando la energía que contienen es suficiente para producir la ionización de los átomos de la materia con la cual interaccionan. Es decir, cuando pueden originar partículas cargadas.
Además de gran cantidad de energía, las radiaciones ionizantes cuentan con capacidad de penetración en los cuerpos, ésta depende del tamaño de las partículas, a menor tamaño mayor penetración y viceversa. Están comprendidas desde los rayos X hasta la radiación cósmica.
Clasificación de las radiaciones ionizantes más importantes:
Radiaciones alfa (α): Tienen alto poder de ionización y baja penetración, son núcleos de Helio, cuya carga es positiva.
Radiaciones beta (β): Tienen un poder de ionización menor al de las radiaciones alfa, pero mayor penetración. Existen dos tipos de radiaciones β, aquellas que emiten electrones y las que emiten positrones.
Radiaciones gamma (γ): Tienen bajo poder de ionización y alta capacidad de penetración. Corresponden a la emisión de energía en forma no corpuscular del núcleo del átomo.
Rayos X: Su energía es inferior a la de las radiaciones γ, corresponden a radiación electromagnética.
Efectos de las radiaciones ionizantes en el ser humano
Las alteraciones que producen en el cuerpo humano las radiaciones ionizantes son a nivel macromolecular, sobre las moléculas de ADN. Las consecuencias pueden ir desde fragmentaciones en las moléculas hasta la muerte celular.
La radiación nos afecta de muchas maneras y ninguna buena
Comncentrándonos en el accidente de Fukushima, la información actualizada y directa puede consultarse en la web del CSN que es el punto de contacto español de la Convención Internacional de Pronta Notificación de Accidentes Nucleares. Además CSN es transmisor directo de los datos recibidos desde el Organismo Internacional de la Energía Atómica (OIEA).
La clasificación de los incidentes y accidentes radiológicos se hace usando la ESCALA INTERNACIONAL DE SUSCESOS NUCLEARES Y RADIOLÓGICOS (INES) que permite por ejemplo comparar los sucedido en Fukushima respecto a otros sucesos acaecidos en el pasado.
De los efectos de la radiación en los Humanos, todos sabemos hasta las atrocidades que pueden llegar a producir, y, tal conocimiento, por sí mismo, nos debería aconsejar el huir de cierto tipo de energías que, en un caso como el de Fukushima, puede generar tan inmenso mal general que, ni todo el producto obtenido desde su construcción, lo podría compensar.
¡No tenemos otra salida! Si queremos preservar a la Humanidad de una debacle de dimensiones incalculables (hasta el momento hemos tenido suerte), debemos dirigirnos hacia otras formas de energías, y, desde luego, la Ciencia básica y desarrollo tecnológico en plasma de fusión nuclear, es el sendero que debemos tomar.
Stellator TJ-II – CIEMAT
En mi última visita al CIEMAT un buen amigo físico nuclear especializado en fusión nuclear me acompañó y enseñó el proyecto Stellarator TJ-II (CIEMAT): fusión por confinamiento magnético. Simula las consecuencias de los choques entre los núcleos atómicos del plasma. Es un camino hacia una fuente de energía casi inagotable.
CIEMAT es el organismo que realiza y coordina las investigaciones sobre fusión nuclear que se realizan en nuestro país, tanto de confinamiento como de materiales. El Stellarator TJ-II es el proyecto estrella español en el campo de los reactores de fusión.
El Tokamaks JET es más impresionante
JT-60 (Naka 1985)
ITER tiene una estrategia para resolver uno de los mayores retos de la fusión nuclear: cómo estabilizar un
plasma más caliente que el Sol. El acrónimo ITER responde a las siglas
International Thermonuclear Experimental Reactor (Reactor Experimental Termonuclear Internacional), aunque la palabra “Iter” también significa “el camino” en latín. Se trata de uno de los proyectos energéticos más ambiciosos del mundo.
El plasma del Tohamak Internacional ITER (que entrará en operaciones a finales de esta década), llegará a 840 m3 de plasma. Está situado en Cadarache (Francia) y, de momento, es la esperanza del futuro próximo.
Proyecto ITER (Imagen © ITER.org)
La instalación de este proyecto se encuentra en Cadarache, al sur de Francia, y cuenta con la colaboración de 35 países para construir el Tokamak más grande del mundo, un dispositivo de fusión magnética diseñado para demostrar la viabilidad de la fusión como fuente de energía a gran escala y libre de emisiones de carbono, basándose en el mismo principio por el cual el sol y las estrellas generan su energía.
Este proyecto experimental es de crucial importancia para el avance de la fusión nuclear y para preparar el camino para las centrales comerciales de fusión.
ITER será el primer dispositivo de fusión que conseguirá una ganancia neta de energía (es decir, se produce más energía que la absorbida por el funcionamiento del sistema), así como el primer dispositivo que mantendrá la fusión durante periodos largos de tiempo. También será el primero en poner a prueba las tecnologías integradas, materiales y física necesarios para la producción comercial de la electricidad de fusión.
Veremos si el esfuerzo ha merecido la pena pero, de todas las maneras, no podemos dejar de intentarlo, las energía de Fisión nuclear del uranio 235 y del Plutonio 239 entre otras, no parecen las más recomendables por muchos aspectos negativos que, finalmente, no compensan el daño.
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