Los científicos han creado el primer mapa de un colosal supercúmulo de galaxias conocido como Laniakea, el hogar de la Vía Láctea de la Tierra y de muchas otras. La Vía Láctea aparece como un punto rojo. (Crédito de la imagen: Nature Video).
Cuál es la estructura más colosal de nuestro universo? Seguramente los cúmulos de galaxias
Una parte de la ciencia estudia la estructura y la evolución del Universo: La cosmología. Sin discusión alguna, la estructura más grande del Universo conocido es la Gran Muralla Hércules-Corona Boreal o simplemente la Gran Muralla, un filamento galáctico que mide aproximadamente 10 mil millones de años luz de longitud.
La cosmología observacional se ocupa de las propiedades físicas del Universo, como su composición física referida a la química, la velocidad de expansión y su densidad, además de la distribución de Galaxias y cúmulos de galaxias. La cosmología física intenta comprender estas propiedades aplicando las leyes conocidas de la física y de la astrofísica. La cosmología teórica construye modelos que dan una descripción matemática de las propiedades observadas del Universo basadas en esta comprensión física.
La cosmología también tiene aspectos filosóficos, o incluso teológicos, en el sentido de que trata de comprender por qué el Universo tiene las propiedades observadas. De hecho, después de unos miles de millones de años de evolución, el Universo se ha valido de las estrellas para elaborar los materiales que han posibilitado la aparición de la vida.
La cosmología teórica se basa en la teoría de la relatividadgeneral, la teoría de Einstein de la gravitación. De todas las fuerzas de la naturaleza, la gravedad es la que tiene efectos más intensos a grandes escalas y domina el comportamiento del Universo en su conjunto. El espacio-tiempo, la materia contenida en el Universo con la fuerza gravitatoria que genera y, nuestras mentes que tienen conocimientos de que todo esto sucede.
El inconsciente: Nuestro verdadero estado consciente.
De manera que, nuestro consciente (sentimos, pensamos, queremos obrar con conocimiento de lo que hacemos), es el elemento racional de nuestra personalidad humana que controla y reprime los impulsos del inconsciente, para desarrollar la capacidad de adaptación al mundo exterior. Al ser conscientes, entendemos y aplicamos nuestra razón natural para clasificar los conocimientos que adquirimos mediante la experiencia y el estudio que aplicamos a la realidad del mundo que nos rodea. Claro que, no todos podemos percibir la realidad de la misma manera, las posibilidades existentes de que el conocimiento de esa realidad responda exactamente a lo que ésta es en sí, no parece fácil.
Ellos sembraron la semilla que germinó en la mente de los que vinieron detrás
Descartes, Leibniz, Locke, Berkeley, Hume (que influyó decisivamente en Kant), entre otros, construyeron una base que tomó fuerza en Kant, para quien el conocimiento arranca o nace de nuestras experiencias sensoriales, es decir, de los datos que nos suministra nuestros cinco sentidos, pero no todo en él procede de esos datos. Hay en nosotros dos fuentes o potencias distintas que nos capacitan para conocer, y son la sensibilidad (los sentidos) y el entendimiento (inteligencia). Esta no puede elaborar ninguna idea sin los sentidos, pero éstos son inútiles sin el entendimiento.
A todo esto, para mí, el conocimiento está inducido por el interés. La falta y ausencia de interés aleja el conocimiento. El interés puede ser de distinta índole: científico, social, artístico, filosófico, etc. (La gama es tan amplia que existen conocimientos de todas las posibles vertientes o direcciones, hasta tal punto es así que, nunca nadie lo podrá saber todo sobre todo). Cada uno de nosotros puede elegir sobre los conocimientos que prefiere adquirir y la elección está adecuada a la conformación individual de la sensibilidad e inteligencia de cada cual. Situada en alguna parte, está el germen del interés-curiosidad de cada individuo.
Recuerso aquella alumna que tuve hace años que, cuando le explicaba las matemáticas comerciales… ¡Siempre decía que le producía dolor de cabeza! Era imposible inculcarle la Regla de tres, o, las sencillas fórmulas del interés, capital, rédito y tiempo.
No todo pueden ser Ingeniero, Físicos, ni arquitectos. La Sociedad necesita de otros profesionales que nos cubran esas parcelas de necesidades cotidianas: Carpinteros, albañiles, contables, Asesores fiscales…
También se da el caso de personas que prácticamente, por cuestiones genéticas o de otra índole, carecen de cualquier interés por el conocimiento del mundo que les rodea, sus atributos sensoriales y de inteligencia funcionan a tan bajo rendimiento que, sus comportamientos son cuasi-animales (en el sentido de la falta de racionalidad), son guiados por la costumbre y las necesidades primarias: comer, dormir…
El polo opuesto lo encontramos en múltiples ejemplos de la historia de la ciencia, donde personajes como Newton, Einstein, Riemann, Ramanujan y tantos otros (cada uno en su ámbito del conocimiento), dejaron la muestra al mundo de su genio superior.
Pero toda la realidad está encerrada en una enorme burbuja a la que llamamos Universo y que encierra todos los misterios y secretos que nosotros, seres racionales y conscientes, perseguimos. Todo el mundo sabe lo que es la conciencia; es lo que nos abandona cada noche cuando nos dormimos y reaparece a la mañana siguiente cuando nos despertamos. Esta engañosa simplicidad me recuerda lo que William James escribió a finales del siglo XIX sobre la atención:
”Todo el mundo sabe lo que es la atención; es la toma de posesión por la mente, de una forma clara e intensa, de un hilo de pensamiento de entre varios simultáneamente posibles”.
Más de cien años más tarde somos muchos los que creemos que seguimos sin tener una comprensión de fondo ni de la atención, ni de la conciencia que, desde luego, no creo que se marche cuando dormimos, ella no nos deja nunca.
La falta de comprensión ciertamente no se debe a una falta de atención en los círculos filosóficos o científicos. Desde que René Descartes se ocupara del problema, pocos han sido los temas que hayan preocupado a los filósofos tan persistentemente como el enigma de la conciencia.
Para Descartes, como para James más de dos siglos después, ser consciente era sinónimo de “pensar”: el hilo de pensamiento de James no era otra cosa que una corriente de pensamiento. El cogito ergo sum, “pienso, luego existo”, que formuló Descartes como fundamento de su filosofía en Meditaciones de prima philosophía, era un reconocimiento explícito del papel central que representaba la conciencia con respecto a la ontología (qué es) y la epistemología (qué conocemos y cómo le conocemos).
Claro que tomado a pie juntillas, “soy consciente, luego existo”, nos conduce a la creencia de que nada existe más allá o fuera de la propia conciencia y, por mi parte, no estoy de acuerdo. Existen muchísimas cosas y hechos que no están al alcance de mi conciencia. Unas veces por imposibilidad física y otras por imposibilidad intelectual, lo cierto es que son muchas las cuestiones y las cosas que están ahí y, sin embargo, se escapan a mi limitada conciencia.
Todo el entramado existente alrededor de la conciencia es de una complejidad enorme, de hecho, conocemos mejor el funcionamiento del Universo que el de nuestros propios cerebros, una máquina compleja que algunos dicen que hizo el Universo para poder observarse así mismo.
La Conciencia ¿Qué es? ¿Cómo se desarrolla?
¿Cómo surge la conciencia como resultado de procesos neuronales particulares y de las interacciones entre el cerebro, el cuerpo y el mundo? ¿Cómo pueden explicar estos procesos neuronales las propiedades esenciales de la experiencia consciente?
Cada uno de los estados conscientes es unitario e indivisible, pero al mismo tiempo cada persona puede elegir entre un número ingente de estados conscientes distintos.
Muchos han sido los que han querido explicar lo que es la conciencia. En 1.940, el gran neurofisiólogo charles Sherrington lo intento y puso un ejemplo de lo que él pensaba sobre el problema de la conciencia. Unos pocos años más tarde también lo intentaron otros y, antes, el mismo Bertrand Russell hizo lo propio, y, en todos los casos, con más o menos acierto, el resultado no fue satisfactorio, por una sencilla razón: nadie sabe a ciencia cierta lo que en verdad es la conciencia y cuales son sus verdaderos mecanismos; de hecho, Russell expresó su escepticismo sobre la capacidad de los filósofos para alcanzar una respuesta:
“Suponemos que un proceso físico da comienzo en un objeto visible, viaja hasta el ojo, donde se convierte en otro proceso físico en el nervio óptico y, finalmente, produce algún efecto en el cerebro al mismo tiempo que vemos el objeto donde se inició el proceso; pero este proceso de ver es algo “mental”, de naturaleza totalmente distinta a la de los procesos físicos que lo preceden y acompañan. Esta concepción es tan extraña que los metafísicos han inventado toda suerte de teorías con el fin de sustituirla con algo menos increíble”.
Está claro que en lo más profundo de ésta consciencia que no conocemos, se encuentran todas las respuestas planteadas o requeridas mediante preguntas que nadie ha contestado.
No creo que mirando en el fondo de la bolita encontremos las respuestas que todos buscamos. Más bien estarán dentro de nosotros mismos y, lo que tendremos que hacer es, comenzar la búsqueda de nuestro propio yo. Lo cierto es que, no nos conocemos ni a nosotros mismos.
Al comienzo mencionaba el cosmos y la gravedad junto con la consciencia y, en realidad, con más o menos acierto, de lo que estaba tratando era de hacer ver que todo ello, es la misma cosa. Universo-Galaxia-Mente. Nada es independiente en un sentido global, sino que son partes de un todo y están estrechamente relacionados.
Una Galaxia es simplemente una parte pequeña del Universo, nuestro planeta es, una mínima fracción infinitesimal de esa Galaxia, y, nosotros mismos, podríamos ser comparados (en relación a la inmensidad del cosmos) con una colonia de bacterias pensantes e inteligentes. Sin embargo, todo forma parte de lo mismo y, aunque pueda dar la sensación engañosa de una cierta autonomía, en realidad todo está interconectado y el funcionamiento de una cosa incide directamente en las otras (efecto mariposa).
Pocas dudas pueden caber a estas alturas del hecho de que poder estar hablando de estas cuestiones, es un milagro en sí mismo.
Después de millones y millones de años de evolución, se formaron las conciencias primarias que surgieron en los animales con ciertas estructuras cerebrales de alta complejidad que, podían ser capaces de construir una escena mental, pero con capacidad semántica o simbólica muy limitada y careciendo de un verdadero lenguaje.
La conciencia de orden superior (que floreció en los humanos y presupone la coexistencia de una conciencia primaria) viene acompañada de un sentido de la propia identidad y de la capacidad explícita de construir en los estados de vigilia escenas pasadas y futuras. Como mínimo, requiere una capacidad semántica y, en su forma más desarrollada, una capacidad lingüística.
Los procesos neuronales que subyacen en nuestro cerebro son en realidad desconocidos y, aunque son muchos los estudios y experimentos que se están realizando, su complejidad es tal que, de momento, los avances son muy limitados. Estamos tratando de conocer la “máquina” más compleja y perfecta que existe en el Universo.
Cien mil millones de neuronas, tantas como estrellas tiene nuestra Galaxia
Si eso es así, resultará que después de todo, no somos tan insignificantes como en un principio podría parecer, y solo se trata de tiempo. En su momento y evolucionadas, nuestras mentes tendrán un nivel de conciencia que estará más allá de las percepciones físicas tan limitadas. Para entonces, sí estaremos totalmente integrados y formando parte, como un todo, del Universo que ahora presentimos.
El carácter especial de la conciencia me hace adoptar una posición que me lleva a decidir que no es un objeto, sino un proceso y que, desde este punto de vista, puede considerarse un ente digno del estudio científico perfectamente legítimo.
La conciencia es una Nube que rodea el centro de todos nuestros sentidos, y aparece en momento puntuales
La conciencia plantea un problema especial que no se encuentra en otros dominios de la ciencia. En la Física y en la Química se suele explicar unas entidades determinadas en función de otras entidades y leyes. Podemos describir el agua con el lenguaje ordinario, pero podemos igualmente describir el agua, al menos en principio, en términos de átomos y de leyes de la mecánica cuántica. Lo que hacemos es conectar dos niveles de descripción de la misma entidad externa (uno común y otro científico de extraordinario poder explicativo y predictivo. Ambos niveles de descripción) el agua líquida, o una disposición particular de átomos que se comportan de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica (se refiere a una entidad que está fuera de nosotros y que supuestamente existe independientemente de la existencia de un observador consciente.)
Una maraña e conexiones sin fin
En el caso de la conciencia, sin embargo, nos encontramos con una simetría. Lo que intentamos no es simplemente comprender de qué manera se puede explicar las conductas o las operaciones cognitivas de otro ser humano en términos del funcionamiento de su cerebro, por difícil que esto parezca. No queremos simplemente conectar una descripción de algo externo a nosotros con una descripción científica más sofisticada. Lo que realmente queremos hacer es conectar una descripción de algo externo a nosotros (el cerebro), con algo de nuestro interior: una experiencia, nuestra propia experiencia individual, que nos acontece en tanto que observadores conscientes. Intentamos meternos en el interior o, en la atinada ocurrencia del filósofo Tomas Negel, saber qué se siente al ser un murciélago. Ya sabemos qué se siente al ser nosotros mismos, qué significa ser nosotros mismos, pero queremos explicar por qué somos conscientes, saber qué es ese “algo” que nos hace ser como somos, explicar, en fin, cómo se generan las cualidades subjetivas experienciales.
En suma, deseamos explicar ese “Pienso, luego existo” que Descartes postuló como evidencia primera e indiscutible sobre la cual edificar toda la filosofía. Y, todo esto, amigos míos, es posible gracias a que, en el Universo que nos acoge está presente la Física, la Química y la Biología que surgieron de la evolución de las estrellas y de la radiación cósmica para que ahora, nosotros estemos aquí para comentar sobre un “todo” conformado por la materia y la mente.
A todo esto, lo sorprendente es que, sobre todo, somos muy osados… ¡Nos atrevemos a explicar sobre lo que no entendemos!
El tiempo es una de las dimensiones fundamentales de nuestra realidad. Desde que somos conscientes, experimentamos el tiempo de manera constante, siempre avanzando hacia adelante. Pero, ¿es el tiempo realmente lo que percibimos o es simplemente una ilusión de nuestra mente? La física nos ofrece algunas respuestas a esta fascinante pregunta.
La concepción del tiempo
En primer lugar,es importante entender cómo concebimos el tiempo. Para la mayoría de nosotros, el tiempo es una sucesión lineal de eventos que ocurren en el pasado, presente y futuro. Pero desde el punto de vista de la física, el tiempo se convierte en algo mucho más complejo.
Según la teoría de la relatividad de Albert Einstein, el tiempo no es absoluto, es relativo. Esto significa que la percepción del tiempo puede variar dependiendo de la velocidad a la que nos movamos. Por ejemplo, si dos personas están en movimiento relativo una respecto a la otra, experimentarán el tiempo de manera diferente. Uno de los efectos más famosos de la relatividad es la dilatación del tiempo, donde el tiempo se ralentiza a medida que nos acercamos a la velocidad de la luz.
Este descubrimiento revolucionario plantea la posibilidad de que el tiempo sea una ilusión, una construcción de nuestra mente para dar sentido a la realidad. Si el tiempo es relativo y puede ser distorsionado por la velocidad y la gravedad, ¿es posible que no exista realmente? ¿Es simplemente una herramienta que usamos para organizar nuestros pensamientos y experiencias?
Una parte importante del universo
Sin embargo, la mayoría de los científicos están de acuerdo en que el tiempo es una dimensión fundamental de nuestra realidad. Aunque pueda ser relativo y su percepción pueda variar, existen pruebas sólidas de que el tiempo es una parte intrínseca del tejido del universo.
El video no es del artículo y lo alado para mayor conocimiento del visitante
Una de las pruebas más convincentes proviene de la segunda ley de la termodinámica. Esta ley establece que la entropía, o el nivel de desorden, siempre aumenta en un sistema aislado. En otras palabras, el tiempo tiene una dirección definida: siempre avanza hacia el futuro. Si el tiempo fuera una ilusión, no tendría sentido hablar de entropía y de la flecha del tiempo.
Además, la mecánica cuántica también respalda la existencia del tiempo como una dimensión fundamental. La ecuación de Schrödinger, que describe la evolución de los sistemas cuánticos, contiene un término temporal que muestra cómo cambia el estado de una partícula en función del tiempo. Sin el tiempo, no tendríamos una teoría coherente de la física cuántica.
El tiempo sigue siendo uno de los grandes misterios de la ciencia. A medida que avanzamos en nuestra comprensión de la física, es posible que descubramos nuevas facetas de esta dimensión fundamental. Pero por ahora, podemos estar seguros de que el tiempo no es una ilusión, sino un componente esencial de nuestra existencia.
Fuente: O.K. Diario.
Lo que no explican en el reportaje es que, a estas alturas, todavía no sabemos a qué velocidad se mueve el Tiempo.
No es un Reloj, es una Dimensión: El tiempo es la cuarta dimensión, junto a largo, ancho y alto. No “se mueve” en el espacio, sino que transcurre o fluye, y su tasa de flujo es relativa.
La Velocidad lo Ralentiza: Cuanto más rápido te mueves (cerca de la velocidad de la luz, (), más lento pasa el tiempo para ti en comparación con alguien que está quieto. Al fenómeno lo llaman Dilatación del Tiempo.
También, cuanto más fuerte es el campo gravitatorio, más lento pasa el tiempo. Por eso el tiempo pasa un poquito más lento en la Tierra que en el espacio, y más lento aún en un agujero negro.
La velocidad de la luz ( c≈300,000 km/s) es el límite de velocidad cósmico. Cuando un objeto con masa se acerca a esta velocidad, su tiempo se detiene (teóricamente), y para un fotón (partícula de luz) que viaja el Tiempo no transcurre.
No hay una “velocidad del tiempo” universal y constante para todos. El tiempo es un marco que se estira y encoge dependiendo de tu velocidad y la gravedad. Nuestros relojes miden esta deformación local del tiempo, no una velocidad absoluta, confirmando que el tiempo es una propiedad flexible del universo, no solo una invención humana.
Lo cierto es que nuestra especie, los humanos, no sabiendo muy bien lo que el Tiempo es, ni tampoco a la velocidad real que se mueve, hemos inventado un “Tiempo” ficticio que, cuantizado en segundos, nos sirve para la dinámica de nuestras vidas: Levantarse, acostarse, comer, trabajar, relaciones sociales y ocio, celebraciones, vencimiento de los pagos y de las vacaciones…
El Tiempo desde la más remota antigüedad, ha sido un gran dolor de cabeza para los grandes pensadores, filósofos, físicos y demás interesados en el comportamiento de la Naturaleza. Del Tiempo, nadie pudo dar una explicación realmente convincente, todas denotan la ignorancia que arrastramos.
También y para nuestro entendimiento de lo que el Tiempo es, lo hemos dividido en Pasado, Presente y Futuro.
El PASADO es el Tiempo que se fue, el que nunca volverá y al que nunca podremos regresar. Si ese Tiempo Pasado es nuestro, lo podremos recordar, y si no lo es y fue relevante, en la Historia estará. Ese sueño de viajar en el Tiempo al Pasado está prohibido por una Censura Cósmica que trata de evitar las paradojas.
El PRESENTE, como indica su propio nombre, es un Regalo, es el Tiempo en el que podemos realizar nuestros sueños, y si no lo aprovechamos… ¡Nos quedaremos atrás! Tenemos un Tiempo para cada cosa, la flecha del Tiempo siempre va hacia adelante, por lo que al no regresar, las oportunidades perdidas… ¡Perdidas quedarán!
El FUTURO, es el Tiempo por venir, el que no ha llegado, el que nunca podremos conocer como tal Tiempo Futuro, ya que, cuando llega a nosotros… ¡Se vuelve Presente! Pensamos en que mañana es futuro pero, llega mañana convertido en Presente que se va convirtiendo en Pasado. Estamos confinados en un Eterno Presente. El Futuro es como el Horizonte que vemos ante nosotros y corremos para alcanzarlo pero, nunca podremos acercarnos a el, siempre estará lejos, inalcanzable. Así es el Tiempo Futuro.
Podría seguir desmenuzando percepciones que tengo sobre lo que el Tiempo es, y, me metería en problemas con los físicos, pues algunas de estos escenarios que me pasan por la Mente, son totalmente contrarios a lo establecido. Como miembro numerario de la Real Sociedad de Física de España, adscrito a los Grupos especializados de Física Teórica y Astrofísica… ¡No quiero crear controversias que nos llevaría a discusiones sin límites!
Confirman que la antimateria cae, como la materia, a causa de la gravedad. Resultan ser la misma cosa con cargas diferentes. Si se encuentran se destruyen.
El trabajo descarta por completo una supuesta ‘repulsión gravitacional’ como explicación a la práctica ausencia de antimateria en el Universo
El LHC da una nueva ventaja a la materia sobre la anti-materia. Es la cuarta partícula en la que se observa esa diferencia, una discrepancia que nos ha permitido existir a nosotros y a todo lo que hay en el Cosmos.
Son iguales pero diferentes
En la eterna guerra que la materia libra con la antimateria desde el origen mismo del Universo, nosotros, la materia, tenemos un nuevo, pequeño e inesperado aliado. Se trata de una pequeña partícula, el bosón B0s, que se ha atrevido, al parecer, a violar la sagrada ley de la paridad CP, esa que exige que por cada partícula de materia que se genera en el Cosmos se genere también una de antimateria. Lo malo es que, si esa ley se hubiera cumplido a rajatabla, ni nosotros ni todas las galaxias que existen estaríamos aquí, ya que la materia y la antimateria se aniquilan mutuamente cuando entran en contacto. El hecho de que ahí fuera solo veamos materia nos dice que, de algún modo, nosotros, la materia, logramos imponernos y sobrevivir. Cómo, es una cuestión sin resolver. Ahora, en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), un grupo de investigadores acaba de descubrir al que pudo ser uno de nuestros aliados. Sólo conocíamos tres, pero son demasiado pequeños para una tarea tan grande.
Cuando hablamos de antimateria nos referimos a una sustancia que posee las mismas propiedades que la materia excepto que está formada por antipartículas. Las antipartículas son un reflejo de las partículas, se parecen a ellas, poseen su misma masa, pero poseen carga eléctrica y propiedades magnéticas opuestas.
En cualquier sitio que busquemos datos para saber sobre la antimateria, nos podemos encontrar con explicaciones como ésta:
“En física de partículas, la antimateria es la extensión del concepto de antipartícula a la materia. Así, la antimateria está compuesta de antipartículas, mientras que la materia ordinaria está compuesta de partículas. Por ejemplo, un antielectrón (un electrón con carga positiva, también llamado positrón) y un antiprotón (un protón con carga negativa) podrían formar un átomo de antimateria, de la misma manera que un electrón y un protón forman un átomo de hidrógeno. El contacto de materia y antimateria llevaría a la aniquilación de ambas, dando lugar a fotones de alta energía (rayos gamma) y otros pares partícula-antipartícula.”
Lo cierto es que solo vemos materia
“La desconcertante prevalencia de la materia sobre la antimateria en el universo podría estar relacionado con un extraño estiramiento del espacio-tiempo causado por el giro de nuestra galaxia, según un nuevo estudio”.
De tonterías como esa están las revistas científicas llenas. Ya no saben lo que hacer por llamar la atención y, en cualquier mente lógica medianamente “leída”, se puede llegar a la conclusión de que, como en el Universo todo es cuestión de equilibrios entre fuerzas contrapuestas, mejor sería pensar en la existencia de un universo paralelo de antimateria.
La antimateria es el pariente primo de la materia. Por cada partícula de materia se cree que existe su pareja de antimateria, con la misma masa, pero de carga opuesta. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilan, y de la conversión de su masa en energía resulta una poderosa explosión.
La antimateria puede tener diferentes usos:
– El primero como combustible. Para imaginaros lo potente que puede llegar a ser, con sólo 250 gramos de antimateria se podría llegar a Marte en 1 día y a la Luna en 8 minutos.
– El segundo sería como para producir energía. La antimateria es la fuente de energía más poderosa conocida por el hombre. Libera una energía de una eficacia del cien por cien (la fisión nuclear posee una eficacia del uno y medio por cien). La antimateria no genera contaminación ni radiación, y una gota podría proporcionar energía eléctrica a toda Nueva York durante un día.
– El tercer uso que podría tener la antimateria, y desgraciadamente el más peligroso, sería el de armamento. Este proceso de aniquilación materia-antimateria podría ser empleado como el explosivo más potente que pueda imaginarse. Un gramo de antimateria al unirse con un gramo de materia produciría una energía capaz de lanzar 1 millón de toneladas de material a casi 20000 metros de altura. O lo que es mismo, la potencia de veinte kilotones, es decir, la potencia de la bomba que fue lanzada sobre Hiroshima.
Hemos conseguido desvelar secretos profundamente escondidos por la Naturaleza. Ahora queda que sepamos administrarlos
Nueva luz sobre la materia bariónica perdida y la gravedad en escalas cósmicas. Lo cierto es que todos los objetos que podemos ver en el Universo, están hechos de materia (Quarks y Leptones).
Una molécula fluorescente para explicar la asimetría materia-antimateria el Universo
Aunque hoy en día, los científicos siguen sin entender por qué en el universo predomina, casi completamente la materia. De hecho, aunque la han buscado con insistencia, la antimateria del universo primordial…no aparece por ninguna parte.
Según todos los estudios de experimentos y observaciones que han sido llevados a la práctica por Equipos de estudiosos en todo el Mundo, parece ser que, los motivos por los que no se han encontrado grandes estructuras de antimateria en nuestro Universo, y, el hecho de que la Materia supere a la antimateria, es denominado como “Bario-génesis”, es decir, la Materia Bariónica que es la que observamos y emite radiación (Planetas, estrellas, galaxias, etc.) es la que, finalmente, ha quedado predominando en este Universo nuestro (dejando a un lado esa otra clase de materia que llamamos Oscura y que, de ser cierto que existe, debió crearse antes que la Bariónica, sería la primera clase de materia que hizo acto de presencia en el Universo y, la Fuerza de Gravedad que generaba, hizo posible que, a pesar de la expansión de Hubble, se formaran las estrellas y las galaxias.
¿Por qué en el comienzo del Universo podría la materia Bariónica superar a la antimateria?
–Pequeño exceso de materia tras el Bib Bang: Especula con que la materia que forma actualmente el universo podría ser el resultado de una ligera asimetría en las proporciones iniciales de ambas.
El 18 de julio de 1898, en la Escuela de Física y Química de París, Pierre Curie, y su esposa, Marie, presentaron una importante Memoria en la Academia francesa de Ciencias. En ella recogieron especialmente las experiencias de Marie, que en su tesis doctoral estudiaba específicamente los llamados “rayos de Becquerel” (radiaciones de naturaleza desconocida, emitidas espontáneamente por algunos metales como el uranio). Esta investigación dio pie al descubrimiento de un metal desconocido, al que decidieron llamar “polonio”, basándose en el nombre del país de origen de Marie.
Marie Curie. Foto: Henri Manuel
En el campo teórico, los progresos en el estudio de la radiactividad, conseguidos gracias al talento y a los esfuerzos de Henri Becquerel y del matrimonio Curie, hicieron posibles los trabajos posteriores de Rutherford, Geiger, Soddy y Villardy para identificar las radiaciones alfa, beta y gamma producidas espontáneamente en los cuerpos radiactivos; y muy pronto la concepción de los modelos atómicos, las teorías atómicas de De Broglie y Schrodinger y la decisiva fisión del núcleo del uranio por Otto Hahn y Fritz Strassman en el año 1939.
En realidad, los químicos descubrieron que aunque las sustancias diferían entre sí por su radiactividad, algunas tenían propiedades químicas idénticas. Por ejemplo, ya en 1.907 los químicos americanos Herbert Newby McCoy y W. H. Ross descubrieron que el radio-torio (uno entre los varios productos de la desintegración del torio) mostraba el mismo comportamiento químico que el torio, y el radio D, el mismo que el plomo, tanto que a veces era llamado radio-plomo. De todo lo cual se infirió que tales sustancias eran en realidad variedades de mismo elemento: el radio-torio, una forma de torio; el radioplomo, un miembro de una familia de plomos; y así sucesivamente.
Torio
En 1.913, Soddy esclareció esta idea y le dio más amplitud. Demostró que cuando un átomo emitía una partícula alfa, se transformaba en un elemento que ocupaba dos lugares más abajo en la lista de elementos, y que cuando emitía una partícula beta, ocupaba, después de su transformación, el lugar inmediatamente superior. Con arreglo a tal norma, el radiotorio descendía en la tabla hasta el lugar del torio, y lo mismo ocurría con las sustancias denominadas uranio X y uranio Y, es decir, que los tres serían variedades del elemento 90. Así mismo, el radio D, el radio B, el torio B y el actinio B compartirían el lugar del plomo como variedades del elemento 82.
Soddy dio el nombre de isótopos (del griego iso y topos, “el mismo lugar”) a todos los miembros de una familia de sustancias que ocupaban el mismo lugar en la tabla periódica. En 1.921 se le concedió el premio Nobel de Química.
El modelo protón-electrón del núcleo concordó perfectamente con la teoría de Soddy sobre los isótopos. Al retirar una partícula alfa de un núcleo, se reducía en dos unidades la carga positiva de dicho núcleo, exactamente lo que necesitaba para bajar dos lugares en la tabla periódica. Por otra parte, cuando el núcleo expulsaba un electrón (partícula beta), quedaba sin neutralizar un protón adicional, y ello incrementaba en una unidad la carga positiva del núcleo, lo cual era como agregar una unidad al número atómico, y por tanto, el elemento pasaba a ocupar la posición inmediatamente superior en la tabla periódica de los elementos. ¡Maravilloso!
Desintegración Alfa y desintegración Beta
¿Cómo se explica que cuando el torio se descompone en radio-torio después de sufrir no una, sino tres desintegraciones, el producto siga siendo torio? Pues bien, en este proceso el átomo de torio pierde una partícula alfa, luego una partícula beta, y más tarde una segunda partícula beta. Si aceptamos la teoría sobre el bloque constitutivo de los protones, ello significa que el átomo ha perdido cuatro electrones (dos de ellos contenidos presuntamente en la partícula alfa) y cuatro protones. (La situación actual difiere bastante de este cuadro, aunque en cierto modo, esto no afecta al resultado).
El núcleo de torio constaba inicialmente (según se suponía) de 232 protones y 142 electrones. Al haber perdido cuatro protones y otros cuatro electrones, quedaba reducido a 228 protones y 138 electrones. No obstante, conservaba todavía el número atómico 90, es decir, el mismo de antes.
Así pues, el radio-torio, a semejanza del torio, posee 90 electrones planetarios, que giran alrededor del núcleo. Puesto que las propiedades químicas de un átomo están sujetas al número de sus electrones planetarios, el torio y el radio-torio tienen el mismo comportamiento químico, sea cual fuere su diferencia en peso atómico (232 y 228 respectivamente).
Geoquímica isotópica del plomo
Los isótopos de un elemento se identifican por su peso atómico, o número másico. Así, el torio corriente se denomina torio 232, y el radiotorio, torio 228. Los isótopos radiactivos del plomo se distinguen también por estas denominaciones: plomo 210 (radio D), plomo 214 (radio B), plomo 212 (torio B) y plomo 211 (actinio B).
Se descubrió que la noción de isótopo podía aplicarse indistintamente tanto a los elementos estables como a los radiactivos. Por ejemplo, se comprobó que las tres series radiactivas anteriormente mencionadas terminaban en tres formas distintas de plomo. La serie del uranio acababa en plomo 206, la del torio en plomo 208 y la del actinio en plomo 207. cada uno de estos era un isótopo estable y corriente del plomo, pero los tres plomos diferían por su peso atómico.
Mediante un dispositivo inventado por cierto ayudante de J. J. Thomson, llamado Francis William Aston, se demostró la existencia de los isótopos estables. En 1.919, Thomson, empleando la versión primitiva de aquel artilugio, demostró que el neón estaba constituido por dos variedades de átomos: una cuyo número de masa era 20, y otra con 22. El neón 20 era el isótopo común; el neón 22 lo acompañaba en la proporción de un átomo cada diez. Más tarde se descubrió un tercer isótopo, el neón 21, cuyo porcentaje en el neón atmosférico era de un átomo por cada 400.
Entonces fue posible, al fin, razonar el peso atómico fraccionario de los elementos. El peso atómico del neón (20, 183) representaba el peso conjunto de los tres isótopos, de pesos diferentes, que integraban el elemento en su estado natural. Cada átomo individual tenía un número másico entero, pero el promedio de sus masas (el peso atómico) era un número fraccionario.
Aston procedió a mostrar que varios elementos estables comunes eran, en realidad, mezclas de isótopos. Descubrió que el cloro, con un peso atómico fraccionario de 35’453, estaba constituido por el cloro 35 y el cloro 37, en la proporción de cuatro a uno. En 1.922 se le otorgó el premio Nobel de Química.
En el discurso pronunciado al recibir el premio, Aston predijo la posibilidad de aprovechar la energía almacenada en el núcleo atómico, vislumbrando ya las futuras y nefastas bombas y centrales nucleares. Allá por 1.935, el físico canadiense Arthur Jeffrey Dempster empleó el instrumento de Aston para avanzar sensiblemente en esa dirección; demostró que 993 de cada 1.000 átomos de uranio eran de uranio 238 (no válido para combustible nuclear). Y muy pronto se haría evidente el profundo significado de tal descubrimiento.
Así, después de estar siguiendo huellas falsas durante un siglo, se reivindicó definitivamente la teoría de Prout. Los elementos estaban constituidos por bloques estructurales uniformes; si no átomos de hidrógeno, sí, por lo menos, unidades con masa de hidrógeno.
¿Qué no será capaz de inventar el hombre para descubrir los misterios de la naturaleza?
Rutherford
Ha pasado mucho tiempo desde que Rutherford identificara la primera partícula nuclear (la partícula alfa). El camino ha sido largo y muy duro, con muchos intentos fallidos antes de ir consiguiendo los triunfos (los únicos que suenan), y muchos han sido los nombres que contribuyen para conseguir llegar al conocimiento del átomo y del núcleo actual; los electrones circulando alrededor del núcleo, en sus diferentes niveles, con un núcleo compuesto de protones y neutrones que, a su vez, son constituidos por los quarks allí confinados por los gluones, las partículas mediadoras de la fuerza nuclear fuerte. Pero, ¿Qué habrá más allá de los quarks?, ¿las supercuerdas vibrantes? Algún día se sabrá.
La longitud de Planck es la escala de longitud más pequeña posible en el universo, aproximadamente 1.616×10-35metros. Se calcula a partir de constantes físicas fundamentales: la velocidad de la luz (c), la constante gravitacional ( G), y la constante de Planck reducida ( ℏ) . A esta escala, las teorías de la física clásica, como la relatividad general y la mecánica cuántica, ya no se aplican y son dominantes los efectos cuánticos.
La Longitud de Planck tiene un 1 seguido de 35 ceros después del punto decimal, lo que la convierte en la medida de longitud más pequeña que se puede concebir, un límite fundamental donde las leyes conocidas de la física dejan de funcionar.
Si, amigos míos, las escalas del Universo (en lo grande y en lo pequeño), no son humanas.
Es fácil caer en la tentación de mirarnos el ombligo y no hacerlo al entorno que nos rodea. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos dejado el ego a un lado y, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.
La edad actual del universo visible ≈ 1060 tiempos de Planck.
Tamaño actual del Universo visible ≈ 1060 longitudes de Planck.
La masa actual del Universo visible ≈ 1060 masas de Planck.
Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:
Densidad actual del universo visible ≈10-120 de la densidad de Planck.
Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto:
Temperatura actual del Universo visible ≈ 10-30 de la Planck.
Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.
Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.
Pero, pese a la enorme edad del universo en “tics” de Tiempo de Planck, hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.
“En el final del universo uno tiene que utilizar mucho el tiempo pretérito… todo ha sido hecho, ¿sabes?”.
Douglas Adams.
¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme pasa el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas. Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.
Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.
Estamos en un Universo dinámico, nada permanece y todo cambia
Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.
Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra, habiendo tenido efectos catastróficos. Somos afortunados al tener la protección de la Luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.
La caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución que tantos miles de millones de años le costó al Universo para poder plasmarla en una realidad que llamamos vida.
El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.
Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia. El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al menos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso.
La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la foto-disociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual. Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.
Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.
Lejos aún en el futuro, un día veremos de cerca otros mundos y otras formas de vida
Tras muchos años tratando de dar respuesta a estas preguntas, los científicos han llegado a la conclusión de que la vida no es un suceso exclusivo de la Tierra, sino que debe ser un fenómeno normal en el cosmos y que, por lo tanto, tienen que indagar sobre su extensión y sus posibles manifestaciones.
A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.
¿Vida basada en el Silicio?
¡Mentira! ¡Hace unos años se encontraron bacterias que están basadas en el arsénico!
“No, voz cursiva, pese a lo que afirmaran algunos titulares, lo que se creía haber descubierto eran bacterias que usaban arsénico en su ADN en lugar de fósforo. El estudio se refutó hace tiempo pero, de todas maneras, incluso aunque realmente hubieran sido capaces de sustituir el arsénico de su ADN por fósforo, el código genético de estas bacterias seguiría estando formado por moléculas organizadas en torno a átomos de carbono, con el arsénico como «complemento».”
Aunque no podemos negarlo… ¡Nos cuesta admitirlo! ¿No es el Universo igual en todas partes?
Sabemos que todas las formas de vida que pueblan la Tierra (al menos hasta donde podemos saber), están basadas en el Carbono. Si el Universo es igual en todas partes (que lo es), ya que, en todas sus regiones y galaxias, por muy lejos que estén, rigen las mismas leyes y las mismas constantes. Y, siendo así, lo que ha pasado en la Tierra, en las mismas condiciones habrá pasado en otros miles de millones de planetas que, como nuestro mundo, estarán llenos de Vida.
Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo.
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por Emilio Silvera ~
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