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El Universo misterioso…

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astrofísica    ~    Comentarios Comments (14)

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Dos vistas de grupos de galaxias en luz natural y el luz infrarroja (ESA/NASA/JPL-Caltech/CXC/McGill Univ.)

El Observatorio Espacial Herschel ha descubierto un filamento gigante repleto de galaxias en las que brillan miles de millones de estrellas. El filamento conecta dos c徂mulos de galaxias que, al colisioarn con un tercer cúmulo, darán lugar a uno de los mayores supercúmulos de galaxias del universo.

Las estrellas brillan en el cielo para hacer posible que nosotros estemos aquí descubriendo los enigmas del Universo, de los mecanismos que lo rigen, de la materia y de la energía que está presente y, ¿por qué no? de la vida inteligente que en él ha llegado a evolucionar. En las estrellas se crean los elementos esenciales para la vida. Esos elementos esenciales para la vida están elaborandose en los hornos nucleares de las estrellas. Allí,mediante transiciones de fases a muy altas temperaturas, se hace posible, a partir del simple Hidrógeno, hacer aparecer materia más compleja que, más tarde, mediante procesos físico-químicos-biológicos, hacen posible el surgir de lavida bajo ciertas circunstancias y condiciones especiales del planeta y de la estrella que orbita.

La Piel de Zorra, el Unicornio, y el Arbol de Navidad

Pero está claro, como digo, que todo el proceso estelar evolutivo inorgánico nos condujo desde el simple gas y polvo cósmico a la formación de estrellas y nebulosas solares y mundos, la Tierra en particular, en cuyo medio ígneo procesos dinámicos dieron lugar a la formación de las estructuras de los silicatos, desplegándose con ello una enorme diversidad de composiciones, formas y colores, asistiéndose, por primera vez en la historia de la materia, a unas manifestaciones que contrastan con las que hemos mencionado en relación al proceso de las estrellas.

Desde el punto de vista del orden es la primera vez que nos encontramos con objetos de tamaño comparables al nuestro, en los que la ordenación de sus constituyentes es el rasgo más característico.

Al mismo tiempo nos ha parecido reconocer que esos objetos, es decir, sus redes cristalinas “reales”, almacenan información (memoria) que se nos muestra muy diversa y que puede cobrar interés en ciertos casos, como el de los microcristales de arcilla, en los que, según Cairns-Smith, puede incluso llegar a transmitirse.

                                        Microcristales de arcilla

Porque, ¿qué sabemos en realidad de lo que llamamos materia inerte? Lo único que sabemos de ella son los datos referidos a sus condiciones físicas de dureza, composición, etc; en otros aspectos ni sabemos si pueden existir otras propiedades distintas a las meramente físicas.

¿No os hace pensar que nosotros estemos hechos, precisamente, de lo que llamamos materia inerte?

Pero el mundo inorgánico es sólo una parte del inmenso mundo molecular. El resto lo constituye el mundo orgánico, que es el de las moléculas que contienen carbono y otros átomos y del que quedan excluidos, por convenio y características especiales, los carbonatos, bicarbonatos y carburos metálicos, los cuales se incluyen en el mundo inorgánico.

Según decía en trabajos anteriores, los quarks u y d se hallan en el seno de los nucleones (protones y neutrones) y, por tanto, en los núcleos atómicos. Hoy día, éstos se consideran como una subclase de los hadrones.

La composición de los núcleos (lo que en química se llama análisis cualitativo) es extraordinariamente sencilla, ya que como es sabido, constan de neutrones y protones que se pueden considerar como unidades que dentro del núcleo mantienen su identidad. Tal simplicidad cualitativa recuerda, por ejemplo, el caso de las series orgánicas, siendo la de los hidrocarburos saturados la más conocida. Recordad que su fórmula general es CnH2n+2, lo que significa que una molécula de hidrocarburo contiene n átomos de carbono (símbolo C) y (2n+2) átomos de hidrógeno (símbolo H).

El número de protones y neutrones determina al elemento, desde el hidrógeno (el más simple), al uranio (el más complejo), siempre referido a elementos naturales que son 92; el resto son artificiales, los conocidos transuránicos en cuyo grupo están el einstenio o el plutonio, artificiales todos ellos.

Los núcleos, como sistemas dinámicos de nucleones, pertenecen obviamente a la microfísica y, por consiguiente, para su descripción es necesario acudir a la mecánica cuántica. La materia, en general, aunque presumimos de conocerla, en realidad, nos queda mucho por aprender de ella.

                                                   Los átomos se juntan para formar moléculas

El número de especímenes atómicos es finito, existiendo ciertas razones para suponer que hacia el número atómico 173 los correspondientes núcleos serían inestables, no por razones intrínsecas de inestabilidad “radiactiva” nuclear, sino por razones relativistas. Ya antes me referiría a las especies atómicas, naturales y artificiales que son de unos pocos millares; en cambio, el número de moléculas conocidas hasta ahora comprende varios millones de especímenes, aumentando continuamente el número de ellas gracias a las síntesis que se llevan a cabo en numerosos laboratorios repartidos por todo el mundo.

            Ya son muchas decenas de moléculas encontradas en las nubes interestelares

Una molécula es una estructura con individualidad propia, constituida por núcleos y electrones. Obviamente, en una molécula las interacciones deben tener lugar entre núcleos y electrones, núcleos y núcleos y electrones y electrones, siendo del tipo electromagnético.

Debido al confinamiento de los núcleos, el papel que desempeñan, aparte del de proporcionar la casi totalidad de la masa de la molécula, es poco relevante, a no ser que se trate de moléculas livianas, como la del hidrógeno. De una manera gráfica podríamos decir que los núcleos en una molécula constituyen el armazón de la misma, el esqueleto, cuya misión sería proporcionar el soporte del edificio. El papel más relevante lo proporcionan los electrones y en particular los llamados de valencia, que son los que de modo mayoritario intervienen en los enlaces, debido a que su energía es comparativamente inferior a la de los demás, lo que desempeña un importante papel en la evolución.

Desde las moléculas más sencilla, como la del hidrógeno con un total de 2 electrones, hasta las más complejas, como las de las proteínas con muchos miles de ellos, existe toda una gama, según decía, de varios millones.  Esta extraordinaria variedad de especies moleculares contrasta con la de las especies nucleares e incluso atómicas.

Sin entrar en las posibles diferencias interpretativas de estas notables divergencias, señalaré que desde el punto de vista de la información, las especies moleculares la poseen en mucho mayor grado que las nucleares y atómicas.

Dejando aparte los núcleos, la información que soportan los átomos se podría atribuir a la distribución de su carga eléctrica, y en particular a la de los electrones más débilmente ligados. Concretando un poco se podría admitir que la citada información la soportan los orbitales atómicos, pues son precisamente estos orbitales las que introducen diferencias “geométricas” entre los diferentes electrones corticales.

Justamente esa información es la que va a determinar las capacidades de unión de unos átomos con otros, previo el “reconocimiento” entre los orbitales correspondientes. De acuerdo con la mecánica cuántica, el número de orbitales se reduce a unos pocos. Se individualizan por unas letras, hablándose de orbitales s, p, d, f, g, h. Este pequeño número nos proporciona una gran diversidad.

AtomosDownload Atomos (132Wx101H)

La llamada hibridación (una especie de mezcla) de orbitales es un modo de aumentar el número de mensajes, esto es, la información, bien entendido que esta hibridación ocurre en tanto y en cuanto dos átomos se preparan para enlazarse y formar una molécula. En las moléculas, la información, obviamente, debe abarcar todo el edificio, por lo que en principio parece que debería ser más rica que en los átomos. La ganancia de información equivale a una disminución de entropía; por esta razón, a la información se la llama también negantropía.

En términos electrónicos, la información se podría considerar proporcionada por un campo de densidad eléctrica, con valles, cimas, collados, etc, es decir, curvas isoelectrónicas equivalentes formalmente a las de nivel en topografía. Parece razonable suponer que cuanto más diverso sean los átomos de una molécula, más rica y variada podrá ser su información, la información que pueda soportar.

La enorme variedad de formas, colores, comportamientos, etc que acompaña a los objetos, incluidos los vivientes, sería una consecuencia de la riqueza en la información que soportan las moléculas (y sus agregados) que forman parte de dichos objetos. Ello explicaría que las moléculas de la vida sean en general de grandes dimensiones (macromoléculas). La inmensa mayoría de ellas contiene carbono. Debido a su tetravalencia y a la gran capacidad que posee dicho átomo para unirse consigo mismo, dichas moléculas pueden considerarse como un esqueleto formado por cadenas de esos átomos.

El carbono no es el único átomo con capacidad para formar los citados esqueletos. Próximos al carbono en la tabla periódica, el silicio, fósforo y boro comparten con dicho átomo esa característica, si bien en un grado mucho menor. Si tengo que ser sincero, mi convicción está centrada en que, cualquier forma de vida que podamos encontrar en el Universo, estarán conformadas como las que tenemos y existieron en la Tierra, en el Carbono. Otro elemento no podría dar, tanto…¿juego?

emilio silvera


  1. 2013 at 6:26 am, el 11 de abril del 2013 a las 9:36

    2013 at 6:26 am…

    2013 enero 16 : Blog de Emilio Silvera V….

 

  1. 1
    fandila
    el 16 de enero del 2013 a las 18:26

    ¿A qué se debería la existencia de los distintos niveles energéticos para los orbitales atómicos?
    Quién o que marcaría la pauta: ¿la masa o energía de los núcleos, es decir los múltiplos de h con la distancia de interacción con los electrones? ¿o sería más complicado? Tal vez las distribuciones discontinuas de la energía (Multiplos de h) en el espacio curvo. Seguro que habrá una explicación en la teoría.
    Un afectuoso saludo.

    Responder
  2. 2
    Zephyros
    el 17 de enero del 2013 a las 2:43

    Ostrasss, el Becerro de Oro en una nebulosa :O

    Cómo se llama esta nebulosa?? alguien lo sabe? es para ver si es montaje o es real el efecto. Curioso.

    Saludos!

     

    Responder
    • 2.1
      emilio silvera
      el 17 de enero del 2013 a las 4:46

      ¡Hola, amigo Zephyros!
      La nebulosa planetaria es conocida como Tc 1.
       

      “El telescopio Spitzer de la NASA descubrió el pasado julio en una nebulosa planetaria unas extrañas bolas espaciales llamadas«buckybolas», unas moléculas de carbono con forma de balón de fútbol nunca antes vistas en el espacio y que algunos científicos creen que podrían haber llevado la vida a la Tierra. Poco después, los investigadores descubrieron que el hallazgo no era tan extraordinario, y que estas esferas se encontraban en distintas zonas de la Vía Láctea y cerca de otra galaxia cercana, lugares donde jamás se creía que podrían ser encontradas. Ahora, una nueva investigación viene a confirmar que las diminutas bolas son mucho más comunes en el espacio de lo que se creía. En efecto, no solo aparecen en raros ambientes pobres en hidrógeno, como se ha especulado durante décadas, sino también en los que son ricos en este elemento. El estudio aparece publicado en la revista Astrophysical Journal.
      Las «buckybolas», también llamadas fullerenos, son moléculas que constan de 60 átomos de carbono unidos. Su nombre se debe a su parecido a las cúpulas geodésicas del arquitecto Buckminster Fuler,como las que se encuentran en la entrada del parque temático Epcot de Disney, en Orlando, Florida (EE.UU.). Fueron descubiertas por primera vez en un laboratorio hace 25 años y son muy comunes en el hollín de las velas y en las capas de rocas y meteoritos. El pasado julio se confirmó su existencia en el espacio.
      Comunes y abundantes
      Ahora, investigadores del Observatorio McDonald de la Universidad de Texas en Austin muestran que la presencia de estas diminutas esferas en el espacio es de lo más común. Los fullerenos «no solo aparecen en ambientes muy pobres en hidrógeno, como antes se pensaba, sino que también existen en ambientes muy ricos» en este elemento, explica David L. Lambert, responsable de la investigación. Hasta hace bien poco, se creía que el hidrógeno inhibía la formación de las «buckybolas», ya que contaminaría el carbono provocando que se formasen cadenas y otras estructuras en lugar de esferas. Sin embargo, el equipo encontró las esferas en dos estrellas de la constelación deCorona Boreal que contienen una gran cantidad de hidrógeno.
      Este descubrimiento se une a otro realizado el pasado año por científicos del Instituto de Astrofísica de Canarias, que localizaron las esferas alrededor de tres estrellas moribundas similares al Sol en nuestra Vía Láctea. Estas nebulosas también son ricas en hidrógeno. Juntos, estos resultados defienden que los fullerenos son mucho más abundantes de lo que se creía.
      Estas observaciones son importantes, porque cambian nuestra comprensión de cómo se forman las «buckybolas». Los científicos creen que pueden actuar como «jaulas» para capturar a otros átomos y moléculas. Algunas teorías las apuntan como las responsables de haber llevado a la Tierra las sustancias que hacen posible la vida.”
       
      Un abrazo

      Responder
      • 2.1.1
        fandila
        el 18 de enero del 2013 a las 17:16

        Muy interesante lo de estas “primarias” estructuras, tan originales.
        No hace mucho hubo un amago de dialogo sobre los furullenos, en ciencia Kanija Creo. Sería bueno que alguien estudiara estas abundantes formaciones tan singulares, y por que son o parecen ser una norma en el Universo. Quiero decir que a qué obedecen estas formas tan poco comunes en la vida diaria. A lo mejor las elementales “células” de 6 elementos de que se componen sean las propicias en esas dimensiones más simples. Por decir algo.
        Pues no que pensé que hoy era sábado…
        Feliz fin de semana.

        Responder
  3. 3
    fandila
    el 17 de enero del 2013 a las 3:49

    Sería bueno que se le diese ese nombre. Es casi inconfundible.
    Que hubieran dicho los romanos o los judios de poder contemplarla…
     Un saludo.

    Responder
  4. 4
    Zephyros
    el 18 de enero del 2013 a las 1:53

    Nebulosa Piel de Zorro, lo que pasa es que es otra orientación. Ya no se si seré yo, pero la visión global de la nebulosa en este otro ángulo también se parece a una cabeza de becerro jajajaja

    Así que tenemos dos cabezas, una pequeña y otra grande, eso sí, con piel de zorro :D

    http://apod.nasa.gov/apod/image/0804/foxfur_cfht_c700.jpg 

    Responder
  5. 5
    fandila
    el 18 de enero del 2013 a las 3:12

    El Vellocino de oro, de la mitologia griega, era perteneciente más bien a un carnero alado, forma en que se apareció la  diosa nube Néfeles. Tras muchas mitológicas vicisitudes, el carnero de lana de oro se sacrificó y su piel quedó en un árbol dedicado al dios Ares donde fue custodiada por un dragón. El carnero al cabo se convirtió en la constelación Aries. Posteriormente Jasón se llevaría el vellocino. (Historia de “Jasón y los Argonautas”)
    La verdad que en la toma primera de la nebulosa yo veo como mínimo otros dos animales, aunque uno de ellos no sabría donde encuadrarlo: la cabeza de un mono y la del típico extraterrestre, o tal vez se asemejen más a dos simples humanoides, según se interprete.
    Ciertamente,  Zephyros, el parecido es más próximo a un zorro, pero de grandes orejas o cuernos, que a ver quién afina hasta ese punto.
    Que no te pierdas tanto por el foro, hombre.
    El fin de semana está aquí, que lo disfrutes.

    Responder
    • 5.1
      emlio silvera
      el 18 de enero del 2013 a las 6:00

      Pero ¿os dais cuenta de los cuadros que “pinta” la Naturaleza? ¿Qué pintor podría, con sus pinceles igualarla?
      Es una maravilla lo miremos como lo queramos mirar y, como nos pasa cuando miramos detenidamente las nubes, en estos lugares también, si nos empeñamos en ello, llegamos a encontrar figuras que representan personas y animales e incluso catedrales.
      Bueno, no debemos asombrarnos de que así sea, de alguna manera, es la Naturaleza la que lo hace todo y, la prueba está en nosotros mismos, una compleja obra que nos cuesta explicar.
      Saludos amigos.

      Responder
  6. 6
    fandila
    el 18 de enero del 2013 a las 3:29

    Hora que me fijo bien, veo, además, en la parte superior derecha, dos mujeres desnudas: la una recostada hacia atrás y la otra de pie y de espaldas, con las piernas medio hundidas en la materia cósmica.

    Responder
    • 6.1
      emlio silvera
      el 18 de enero del 2013 a las 6:03

      ¡¡Fandila!! Me has recordado aquel chiste de Jaimito en el Colegioy la contestación que le dio al maestro cuando le preguntó que eran aquellos dos palotes pintados en horizontal en la pizarra.
      La respuesta de Jaimito…, no puedo darla aquí.
      Centrate en la física que es lo tuyo. ¡¡Dos mujeres desnudas!! Se habrá visto.
      Saludos compañero.

      Responder
  7. 7
    fandila
    el 18 de enero del 2013 a las 14:20

    Así mismo amigo Emilio, aunque no lo parezca fui pintor antes que fraile. Y es cierto, aunque de un tiempo acá ya no pinto casi nada, solo geometría. Mis dos últimos cuadros, los únicos que conservo están colgados en dos paredes distintas de la casa porque no habría forma de que sus temas congenien, de tan distintos.
    A lo mejor con la pintura, ahora tendría menos quebraderos de cabeza, pero la mente es caprichosa. Un abrazo

    Responder
  8. 8
    alpirit mejia.
    el 4 de junio del 2015 a las 21:42

    Gracias por tu informacion Emilio, estoy muy complacido por tu trabajo realizado con tanto esmero y profundidad. Estoy aprendiendo mucho, definitivamente la fisica no dejara de sorprendernos.
     

    Responder

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