sábado, 23 de septiembre del 2017 Fecha
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Las maravillas del Universo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo asombroso    ~    Comentarios Comments (2)

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Los astrónomos encontraron una clase extraña y enigmática de estrellas de neutrones, cuyo campo magnético es billones de veces más potente que el de nuestro Sol, es decir, que el de una estrella mediana, y, no digamos, del de la Tierra. Tan intenso es el campo magnético que genera una de estas estrellas que, podría borrar una tarjeta de crédito desde 160.000 kilómetros de distancia. Le pusieron de nombre magnetars (estrellas magnéticas).

Estas particulares estrellas de neutrones. Conocidas como AXP (Anamalous X-ray Púlsars), desafían cualquier explicación física desde que la primera de ellas fue descubierta en 1982. Los nuevos datos sobre sus características los han proporcionado desde el Observatorio Rossi X-ray Timing Explorer, de la NASA.

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Observatorio Rossi X-ray Timing Explorer

Son muchos años ya los que llevan los Astrónomos sospechando que las AXP eran magnetars, pero carecían de las pruebas definitivas. El satelite Rossi, por fin, la consiguió al sorprender a una de ellas en pleno estallido, como lo haría una magnetar.

Después de 16 años en el espacio el satélite Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) de NASA realizó su última observación. El satélite proporcionó imágenes sin precedentes sobre los ambientes extremos alrededor de enanas blancas, estrellas de neutrones y agujeros negros.RXTE envió los datos de su última observación científica a tierra teniendo más que merecido el descanso.

La capacidad de cronometrado de RXTE fue crucial para registrar los cambios rápidos en rayos X asociados con las estrellas de neutrones, también conocidas como púlsares. Una estrella de neutrones es lo más cercano a un agujero negro que los astrónomos pueden observar directamente, concentrando medio millón de veces más masa que la de la Tierra en una esfera no mayor que una ciudad. Esta materia está tan comprimida que incluso una cuchara de café pesa tanto como el Everest. Las estrellas de neutrones pueden girar cientos de veces por segundo, y, una especie de esa familia es, precisamente los magnetars.

SAbemos que una estrella de Neutrones es una esfera ultradensa que tiene aproximadamente unos 16 km de diámetro. Es, como sabéis, el núcleo de una estrella colapsada que en su día pudo ser mucho más masiva que nuestro Sol y que explotó en forma de supernova. Las hay que emiten pulsos continuos de radiación X, al girar, que son la variedad a las que llamamos púlsares.

Los físicos recelan de los detalles que no terminan de encajar. No pueden ignorarlos por pequeños que sean. Les hacen temer la existencia de algún error fundamental en sus modelos y teorías. Por eso tras más de tres decenios de incertidumbre, los expertos en estrellas de neutrones respiran un poco más tranquilos gracias al estudio publicado en The Astrophysical Journal por el español Manu Linares desde el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).

El misterio que entramaban las estrellas de neutrones era el siguiente: desde los años 70 los astrofísicos las han estado estudiando a partir de las explosiones que se producen en sus capas externas. Pero las estrellas de neutrones no explotaban como ellos pensaban que debían hacerlo. Hasta que por fin Terzan 5, la que ha estudiado Linares, les ha dado una alegría.

 

Ilustración artística de una estrella de neutrones y su disco de acreción. Crédito: NASA/Dana Berry.

Bombas de energía

Las estrellas de neutrones son el objeto observable más denso que existe en el universo. Son masas parecidas a nuestro Sol pero comprimidas en un radio de 8 a 15 kilómetros. En su interior la fuerza de la gravedad es billones de veces mayor a la terrestre. La descomunal presión compacta los átomos hasta que protones y electrones se funden formando neutrones. La temperatura y densidad son tan extremas que estos neutrones podrían llegar a romperse y dejar libres sus quarks.

A los astrofísicos les interesan sobremanera porque sus condiciones no existen en ningún otro lugar del universo observable. “Es como un laboratorio natural que nos permite investigar las leyes de la física en un rango de energías, densidades y campos magnéticos inalcanzables en la Tierra”, explica Manu Linares a SINC.

Escenas así son corrientes en el Universo. Algunas estrellas de neutrones son tan densas que atraen la masa de las estrellas cercanas y llegan a tener una potencia magnética tan grande que eyectan intensos e inmensos rayos Gamma y X al espacio interestelar que son detectados por nuestros ingenios que observan este tipo de sucesos. Es tal su intensidad que superan más de mil veces los campos magnéticos de una estrella de neutrones corriente.

                          Intensa emisión de rayos Gamma al espacio

Claro que pueden llegar a estallar en el proceso, toda vez que coger nasa de objetos circundantes con el campo magnético que ya poseen y que, al inyectarle nuevo material también se agranda y pone la estabilidad de la estrella en un equilibrio defícil de mantener. Hasta hace muy poco no se sabía que esta clase de estrellas, los AXP, también podrían sufrir estallidos.

Fue el Rossi, precisamente, el que detectó el estallido en la estrella AXP 1E 1048-5937. Posteriores investigaciones indicaron que tiene un campo magnético  de aproximadamente 10^ 15 Gauss.

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En el verano de 1967 Anthony Hewish y sus colaboradores de la Universidad de Cambridge detectaron, por accidente, emisiones de radio en los cielos que en nada se parecían a las que se habían detectado hasta entonces. Llegaban en impulsos muy regulares a intervalos de sólo 1 1/3 segundos. Para ser exactos, a intervalos de 1,33730109 segundos. La fuente emisora recibió el nombre de “estrella pulsante” o “pulsar”.

 

   Esta es la imagen que de un púlsar tenemos pero… En general, las estrellas de neutrones pueden ser de variado rango o clase y hasta donde conocemos: De Neutrones, Púlsares y Magnetars cada una de ellas con sus extrañas y específicas cualidades que, al no llegar a comprenderlas… del todo, nos maravillan.

 

 

Se cree que los púlsares reciclados son púlsares ordinarios que han perdido energía y se han debilitado, y que luego se han puesto a girar de nuevo por acreción del gas de la estrella compañera. Existe una alta proporción de púlsares reciclados en los núcleos de los cúmulos globulares, donde la alta densidad de estrellas hace más probable la captura de una vieja estrella de neutrones en un sistema binario. Los primeros púlsares reciclados en ser descubiertos tenían  períodos de pulsos muy cortos y se conocen como “púlsares de milisegundo”, aunque más tarde se descubrieron otros con períodos mucho más largo.

Para poder llegar a estrella de neutrones, la estrella original que implosiona es más masiva que nuestro Sol. La estrella de Neutrones es muy densa, tan densa como el núcleo de un átomo y, cuando colapsa se convierte en un púlsar giratorio que es el resultado de una explosión de supernova como la presenciada en 1054.

De todas las maneras y aunque han sido descubierto y, sin duda alguna existen, aún tenemos mucho que aprender de los magnetars que, son los objetos más extraños de la familia de las estrellas de neutrones.

emilio silvera

 

¡Qué historias!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El saber del mundo    ~    Comentarios Comments (0)

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—¿Qués es un ser humano?

—¡La perfección imperfecta!

 

 

En alguna ocasión me he referido a los orígenes de la escritura (una cuestión muy polémica sobre uno de los pasos más importantes de la Humanidad), y, propiamente reconocida como tal, tiene más de un candidato, y en éste momento, son al menos tres.  Para hablaros un poco de algunas hazañas del ser humano por este mundo, acudo a la obra de Peter Watson, Ideas, que hace un magistral recorrido por muchos de nuestros logros, y, aquí, en dos partes, os dejo una muestra.

Durante muchos años se dio como seguro que la escritura cuneiforme de Mesopotamia era la más antigua.  Había, sin embargo, un inconveniente.  El cuneiforme se compone de signos más o menos abstractos, y son muchos los que opinan que la primera escritura estaba relacionada con vínculos más fuertes e incuestionables con la pintura y los pictogramas, signos que son en parte dibujos de objetos y en parte símbolos.

                                    Tablilla Sumeria

En ese punto, hay que referirse a la obra de la arqueóloga Denise Schamndt-Besserat que, a finales de la década de los sesenta, esta investigadora advirtió que por todo Oriente Próximo se habían encontrado miles de “objetos de arcilla bastante prosaicos” que la mayoría de los arqueólogos habían considerados insignificantes.

Ella, pensaba lo contrario: que dichos objetos podían haber conformado un antiguo sistema que los estudiosos habían pasado por alto.  Visitó y estudió varias colecciones de estos “especimenes”, como los llamaba, en Oriente Próximo, el norte de África, Europa y América.

En el curso de sus estudios, descubrió que aquellos especimenes tenían, algunas veces, formas geométricas (esferas, tetraedros, cilindros) mientras que otras tenían forma de animales, herramientas o embarcaciones.  Además comprendió que se trataba de los primeros objetos de arcilla endurecidos por el fuego: fueran lo que fueran, su fabricación había requerido mucho trabajo y esfuerzo, y, desde luego, no eran prosaicos.

                                    Tablilla de Ur

Esta etapa silábica es conocida en sus comienzos por un grupo de textos de Ur correspondiente a la época de las dinastías I y II de Sumer (2800 a. C.).  En esos textos encontramos el primer uso identificable de elementos fonéticos y de gramática, y en la medida en la que se puede identificar el uso de sílabas en la escritura cuneiforme, podemos conocer el lenguaje sumerio. La tablilla, procedente de Ur, c. 2900-2600 a. C., describe una entrega de cebada y comida a un templo

                              Tablilla de Shuruppak

Los primeros ejemplos de tablillas cuneiformes ya muestran un desarrollo progresivo en la forma de los signos y en la flexibilidad de su uso. Por ejemplo, la tablilla lateral procedente de Shuruppak, Fara, (2600 a. C.) registra cifras de trabajadores. De allí, según la literatura sumeria, procede el héroe del Diluvio, Ziusudra.

La escritura pictográfica proto-sumeria de las tablillas de Uruk y Jemdet Nasr, está escrita dentro de rectángulos o cuadrados dispuestos aleatoriamente. Los rectángulos están puestos en filas a ser leídos de derecha a izquierda y cuando una fila se termina, comienza otra debajo.

Tablilla con el poema Enuma Elish

 

“…la partió en dos partes, como una concha; la mitad la puso arriba y la denominó cielo. El construyó estancias para los grandes dioses. Fijando su apariencia astral como constelaciones. Designando las zonas, determinó el año.”

 

Finalmente, Dense tropezó con una descripción de una tablilla ahuecada encontrada en Nazi, un yacimiento del segundo milenio a. de C. al norte de Irak.  La inscripción cuneiforme decía: “Cuentas que representan ganado pequeño: veinte ovejas, seis borregas, ocho carneros adultos…” y así sucesivamente.

Cuando se abrió la tablilla, se encontraron dentro cuarenta y nueve cuentas, exactamente el número de animales escrito en la lista.

Para Schmandt-Besserat, aquello fue “como una piedra Rosetta”.  Durante los siguientes quince años examinó más de diez especímenes y concluyó que estos constituían un sistema primitivo de contabilidad y, en particular, uno que conduciría a la invención de la escritura.

Según el historiador H.W.F.Saggs, “ninguna invención ha sido más importante para el progreso humano que la escritura”.  Por su parte, Petr Charvát la llamó “la invención de las invenciones”.

Por tanto tenemos aquí otra idea capital que poner junto a la agricultura como “la más grandiosa de todos los tiempos”.  Pero, no podemos pararnos ahí.  Los sumerios inventaron también el carro, un hecho básico para la historia del progreso de la humanidad.  La cuestión es que si hacemos una lista de los logros que este formidable pueblo realizó antes que cualquier otro, sería difícil saber cuando parar.

En 1946, el erudito estadounidense Samuel Noah Kramer empezó a dar a conocer sus traducciones de las tablillas de arcilla sumerias, en las que identificó no menos de veintisiete “primeros históricos” logros conseguidos, descubiertos o registrados por primera vez por los antiguos iraquíes.  Entre ellos tenemos las primeras escuelas, el primer historiador, la primera farmacopea, los rimeros relojes, el primer arco arquitectónico, el primer código jurídico, la primera biblioteca, el primer calendario agrícola y el primer congreso bicameral.  Los sumerios fueron los rimeros que utilizaron los jardines para proporcionar sombra y frescor, los primeros en recoger proverbios y fábulas y los primeros en tener literatura épica y canciones de amor.

Toda la historia de Sumeria está embebida en el misterio

La razón para tan extraordinaria explosión de creatividad no es difícil de encontrar: la civilización, lo que hoy reconocemos como tal, sólo apareció después de que el hombre antiguo hubiera empezado a vivir en ciudades.  Las ciudades era el entorno más competitivo y experimental que cualquier otro que las hubiera precedido.  La ciudad era la cuna de la cultura, el lugar en el que nació casi la totalidad de nuestras ideas más preciadas.  Allí se podía mostrar a otros las cosas que éramos capaces de realizar en todos los ámbitos: trabajo, arte, etc.

En algún momento a finales del cuarto milenio a. de C., la gente empezó a vivir en grandes ciudades.  El cambio transformó la experiencia humana, pues las nuevas condiciones de vida exigían que hombres y mujeres cooperaran de formas hasta entonces inéditas.  Fue este estrecho contacto, este nuevo estilo de cohabitación frente a frente,  lo que explica la proliferación de nuevas ideas encaminadas a satisfacer necesidades, ocio, y en definitiva: mejor forma de vida.

Muestra de cerámica encontrada en la “Casa Incendiada” TT6 en Tell Arpachiyah, norte de Irak, periodo Halaf, alrededor del 4500 a. C. Tell Brak alguna vez había sido un importante pueblo en una importante ruta de comercio que conectaba a la Mesopotamia con el Mediterráneo. El enorme montículo que marcaba el lugar estaba cerca de Chagar Bazar.

De acuerdo con la investigación publicada a finales de 2.004, los primeros centros urbanos fueron Tell Brak y Tell Hamourak al norte de Mesopotamia, en la actual frontera entre Irak y Siria, que se remontaría al año 4.000 a. de C. Pero estos asentamientos eran relativamente pequeños (Hamourak tenía doce hectáreas) y las primeras ciudades propiamente dichas emergieron más al sur hacia 3.400 a. de C.  Entre las ciudades de Mesopotamia se incluyen (el orden cronológico es aproximado) Eridu, Uruk, Ur, Umma, Lagash y Shuruppak.

Uruk, por ejemplo, tenía una población fija de unos cincuenta mil habitantes. El origen más obvio de éstas grandes ciudades hay que buscarlo en la seguridad.  Sin embargo, hay otras grandes ciudades de la antigüedad -especialmente en países  de África occidental como Malí- que nunca levantaron murallas.  En el mismo Uruk (que significa área amurallada).  Las murallas no se construyeron hasta mucho después de estar, en buena medida construida, aproximadamente hacia el año 2.900 a. de C.

Las especiales condiciones dinásticas reinantes en Mesopotamia, donde la irrigación pudo mejorar de forma sustancial los cultivos y donde había suficiente agua disponible, hizo del lugar un paraíso y las ciudades crecieron en aquellos lugares donde relativamente cerca, tenían piedra, madera, minerales, metales y en definitiva, materias primas.

En aquellos tiempos y en aquellos lugares la Humanidad fue creando su verdadera historia de seres modernos que miraban las estrellas del cielo y se hacían preguntas, que observaban la Naturaleza y de ella aprendían y que, en fin, idearon mil y una maravillas para que, muchos miles de años más tarde, nosotros, nos pudiéramos aprovechar de todas aquellas proezas de la mente humana.

        En realidad, todavía no sabemos con certeza dónde surgió por primera vez el cero, y el concepto de nada, de  vacío, y si llegaron los mayas de manera independiente.   Algunos sitúan la aparición del cero en China.  No obstante, nadie discute la influencia india, y todo aparece indicar que fueron ellos los primeros que emplearon a la vez los tres nuevos elementos en que se funda nuestro actual Sistema numérico:

  • una base decimal,
  • una notación posicionad y cifras para diez, y
  • sólo diez, numerales.  Y esto ya establecido en 876.

En algún momento se dio por hecho que el cero provenía originalmente de la letra griega omicrón, la inicial de la palabra ouden, que significa “vacío”.

emilio silvera

Los logros de estas ciudades y Ciudades-Estados fueron asombrosos y perduraron unos veintiséis siglos. Introdujeron un extraordinario número de las innovaciones que contribuyeron a crear el mundo que hoy conocemos.

Todo está en el Univervo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo    ~    Comentarios Comments (6)

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                                       El tiempo en Einstein

Einstein tuvo pronto que modificar ligeramente sus ecuaciones de universo, pues estas no eran compatibles con la ley de la conservación de la energía. Esto constriñó a Einstein a modificar sus ecuaciones de Universo, que adquirieron su forma definitiva tras la publicación en 1915 del artículo Aplicación de la teoría de la relatividad general al campo gravitatorio:

 Archivo:Star collapse to black hole.png

 En la imagen se reproducen las ondas gravitatorias emitidas por una estrella durante su colapso. En las ecuaciones de Einstein se descubre el misterioso proceso que ocurre en las estrellas al final de sus vidas y de como se convierten en agujeros negros.

¿Qué sería de la cosmología actual sin la ecuación de Einstein de la Relatividad General? Es la ecuación de Einstein donde el tensor energía-momento mide el contenido de materia-energía, mientras que es el Tensor de curvatura de Riemann contraído nos dice la cantidad de curvatura presente en el hiperespacio. La cosmología estaría 100 años atrás sin esta ecuación.

Los físicos teóricos realizan un trabajo impagable. Con imaginación desbordante efectúan continuamente especulaciones matemáticas referidas a las ideas que bullen en sus mentes. Claro que, de tener éxito, no sería la primera vez que descubrimientos teóricos en la ciencia física terminan dando en el clavo y dejando al descubierto de manera espectacular lo que realmente ocurre en la naturaleza. Los ejemplos son muchos:

Los físicos teóricos son seres superiores porque viven en las nubes

Alguna vez se dijo que, los físicos teóricos son seres superiores porque viven en las nubes. Ahí tenemos a Feynmann inmerso en su mundo de ecuaciones que quieren profundizar en el “universo” cuántico de las partículas subatómicas que se encuentran en las entrañas de la materia.

  • Planck, con su cuanto de acción, h, que trajo la mecánica cuántica.
  • Einstein, con sus dos versiones de la relatividad que nos descubrió un universo donde la velocidad estaba limitada a la de la luz, donde la energía estaba escondida, quieta y callada, en forma de masa, y donde el espacio y el tiempo se curva y distorsiona cuando están presentes grandes objetos estelares. Además, nos dijo la manera de conseguir que el tiempo transcurriera más lentamente y nos avisó de la existencia de agujeros negros.
  • Heisemberg nos abrió los ojos hacia el hecho de que nunca podríamos saberlo todo al mismo tiempo, su Principio de Incertidumbre dejó al descubierto nuestras limitaciones.
  • Schrödinger, con su función de onda probabilística, que por medio de una ecuación matemática nos ayuda a encontrar la situación de una partícula.
  • P. Dirac, el físico teórico y matemático que predijo la existencia de la antimateria. Poco después de publicar su idea, descubrieron el positrón.

Así podríamos continuar elaborando una lista interminable de logros científicos que comenzaron con simples especulaciones deducidos de la observación sumada a la imaginación. Son muchas las cuestiones en las que, los físicos teóricos nos llevan a viajes alucinantes.

Esto es precisión en la medida: El electrón es una esfera perfecta, más o menos una parte en un billón. El resultado procede del último experimento en una larga lista para estudiar la forma de la partícula fundamental que porta la carga eléctrica.

Otros postulan que un electrón no es un “punto” sin estructura interna y de dimensión cero, sino una cuerda minúscula que vibra en un espacio-tiempo de más de cuatro dimensiones. Un punto no puede hacer nada más que moverse en un espacio tridimensional. De acuerdo con esta teoría a nivel “microscópico” se percibiría que el electrón no es en realidad un punto, sino una cuerda en forma de lazo. Una cuerda puede hacer algo además de moverse, puede oscilar de diferentes maneras. Si oscila de cierta manera, entonces, macroscópicamente veríamos un electrón; pero si oscila de otra manera, entonces veríamos un fotón, o un quark, o cualquier otra partícula del modelo estándar. Esta teoría, ampliada con otras como la de las supercuerdas o la Teoría M pretenden alejarse de la concepción del punto-partícula.

Actualmente, la teoría de cuerdas es la más considerada para tener una teoría unificada o Teoría del todo, es decir, una teoría capaz de describir todos los fenómenos ocurridos en la naturaleza debido a las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética y las fuerzas de interacción nuclear fuerte y débil.

El espacio-tiempo en el que se mueven las cuerdas y p-branas de la teoría no sería el espacio-tiempo ordinario de 4 dimensiones sino un espacio de tipo Kaluza-Klein, al que a las cuatro dimensiones convencionales se añaden 6 dimensiones compactificadas en forma de variedad de Calabi-Yau. Por tanto convencionalmente en la teoría de cuerdas existe 1 dimensión temporal, 3 dimensiones espaciales ordinarias y 6 dimensiones compactificadas e inobservables en la práctica.

La inobservabilidad de las dimensiones adicionales está ligada al hecho de que éstas están compactificadas, y sólo son relevantes a escalas tan pequeñas como la longitud de Planck. Igualmente con la precisión de medida convencional las cuerdas cerradas con una longitud similar a la longitud de Planck se asemejan a partículas puntuales.

Uno de los problemas ligados a las supercuerdas y que más resalta es el que tiene que ver con la propia pequeñez de las cuerdas, esos infinitesimales objetos vibrantes. Mientras más pequeño es algo, más difícil es de ver. Estas cuerdas son tan pequeñas que nuestra actual tecnología no es suficiente para bajar a esa escala microscópica para permitirnos experimentar en esas dimensiones; la energía necesaria para ello, no está a nuestro alcance en el mundo actual. Esa es la frustración de sus creadores y adeptos; no pueden demostrarla o ver si están equivocados. En la ciencia, no basta con sólo una bonita teoría bien elaborada y de fascinante presencia; hay que ir más allá, experimentar y comprobar con certeza lo que nos está diciendo.

            ¿Existen en nuestro Universo dimensiones ocultas?

La teoría es avanzada y tiene problemas que se encuentran dentro de los enunciados de sus propios conceptos. Para desarrollar su formulación es necesario aplicar al menos diez dimensiones y, en algunos casos, se ha llegado hasta un número de veintiséis: sólo vemos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, el resto de dimensiones adicionales están enroscadas en el límite de Planck e invisibles para nosotros, ya que en el Big Bang, las dimensiones que podemos ver se expandieron, mientras que las otras permanecieron compactadas. Hay numerosas explicaciones que tratan de decirnos el motivo de que estas dimensiones permanecieran en su estado primitivo, pero ninguna parece muy convincente.

          ¿Sabremos alguna vez comprender la verdadera naturaleza del Universo?

Sin embargo, y a pesar de tantos inconvenientes, cada día que pasa la teoría M tiene más amigos. Parece la única candidata seria a que algún día se convierta en la teoría de Todo. En ella encontramos todas las fuerzas, explica todas las partículas y la materia, la relatividad, la mecánica cuántica y también la luz; están allí presentes, perfectamente encajadas en una perfecta simetría y sin que surjan infinitos sin sentido como ocurre con otras teorías. Es la esperanza de muchos, la llave que necesitamos para abrir la puerta hacia el futuro.

En el universo en que vivimos, nada desaparece; con el tiempo se cumplen los ciclos, todas las cosas y se convierten en otras distintas, es un proceso irreversible. Nada se destruye, simplemente cambia y, de esa manera, la materia “inerte” llega a convertirse en materia evolucionada hasta el punto de adquirir “vida” y ser consciente. Todo comienza en lugares como el que abajo podeis contemplar. Ahí se forman y nacen las estrellas que, más tarde, durante la secuencia principal y también al final de sus vidas, crean materiales complejos y rregresan a su origen de Nebulosas, mientras la mayor parte del material que la conforma, queda convertida (dependiendo de su masa) en una enana blanca, estrella de neutrones o agujero negro.

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

Las Nebulosas como estas donde el gas hidrógeno es el protagonista al hacer posible el nacimiento de nuesvas estrellas mediante la compleja unión del gas con nubes de polvo creando intensas zonas de radiación ultravioleta que ionizan toda la región circundante, todo ello, forma una amalgama con la rojiza emisión nebular escitada por la energética radiación de las estrellas nuevas que inciden en las oscuras nubes de polvo haciéndolas radiantes hasta formar una azulada nebulosa de reflexión.

En lo concerniente a cambios y transformaciones, el que más me ha llamado siempre la atención es el de las estrellas que se forman a partir de gas y polvo cósmico. Nubes enormes de gas y polvo se van juntando. Sus moléculas cada vez más apretadas se rozan, se ionizan y se calientan hasta que en el núcleo central de esa bola de gas caliente, la temperatura alcanza millones de grados. La enorme temperatura hace posible la fusión de los protones y, en ese instante, nace la estrella que brillará durante miles de millones de años y dará luz y calor. Su ciclo de vida estará supeditado a su masa. Si la estrella es supermasiva, varias masas solares, su vida será más corta, ya que consumirá el combustible nuclear de fusión (hidrógeno, helio, litio, oxígeno, etc) con más voracidad que una estrella mediana como nuestro Sol, de vida más duradera.

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                                Sería asombroso el que pudiéramos contemplar como se forman las estrellas

Una estrella, como todo en el universo, está sostenida por el equilibrio de dos fuerzas contrapuestas; en este caso, la fuerza que tiende a expandir la estrella (la energía termonuclear de la fusión) y la fuerza que tiende a contraerla (la fuerza gravitatoria de su propia masa). Cuando finalmente el proceso de fusión se detiene por agotamiento del combustible de fusión, la estrella pierde la fuerza de expansión y queda a merced de la fuerza de gravedad; se hunde bajo el peso de su propia masa, se contrae más y más, y en el caso de estrellas súper masivas, se convierten en una singularidad, una masa que se ha comprimido a tal extremo que acaba poseyendo una fuerza de gravedad de una magnitud difícil de imaginar para el común de los mortales.

Para hacernos una idea y entender algo mejor la fuerza de gravedad que puede generar la singularidad de un agujero negro (que es el destino final las estrellas súper masivas), pongamos el ejemplo de un objeto más cercano, el planeta Tierra.

La Tierra, un objeto minúsculo en comparación con esos objetos súper masivos estelares, genera una fuerza de gravedad que, para escapar de ella, una nave o cohete espacial tiene que salir disparado desde la superficie terrestre a una velocidad de 11,18 km/s; el sol exige 617’3 km/s. Es lo que se conoce como velocidad de escape, que es la velocidad mínima requerida para escapar de un campo gravitacional que, lógicamente, aumenta en función de la masa del objeto que la produce. El objeto que escapa puede ser una cosa cualquiera, desde una molécula de gas a una nave espacial. La velocidad de escape de un cuerpo está dada por , donde G es la constante gravitacional, M es la masa del cuerpo y R es la distancia del objeto que escapa del centro del cuerpo. Un objeto que se mueva con una velocidad menor que la de escape entra en una órbita elíptica; si se mueve a una velocidad exactamente igual a la de escape, sigue una órbita parabólica, y si el objeto supera la velocidad de escape, se mueve en una trayectoria hiperbólica y rompe la atadura en que la mantenía sujeto al planeta, la estrella o el objeto que emite la fuerza gravitatoria.

La mayor velocidad que es posible alcanzar en nuestro universo es la de la luz, c, velocidad que la luz alcanza en el vacío y que es de 299.792.458 metros por segundo. La velocidad de la luz es el límite infranqueable con el que tendremos que luchar para viajar (de verdad) al espacio. Si no conseguimos burlarla, nunca podremos llegar a otros mundos de estrellas lejanas.

Pues bien, es tal la fuerza de gravedad que genera un agujero negro que, ni la luz. puede escapar de allí; la singularidad la absorbe, la luz desaparece en su interior, de ahí su nombre, agujero negro, cuando la estrella supermasiva se contrae, llega a un punto que desaparece de nuestra vista. De acuerdo con la relatividad general, cabe la posibilidad de que una masa se comprima y reduzca sin límites su tamaño y se auto confine en un espacio infinitamente pequeño que encierre una densidad y una energía infinitos. Allí, el espacio y el tiempo dejan de existir.

Las singularidades ocurren en el Big Bang, en los agujeros negros y (si finalmente se produjera -que parece que no) en el Big Crunch (que se podría considerar como una reunión de todos los agujeros negros generados por el paso del tiempo en el universo y que nos llevaría a un final del que emergería un nuevo comienzo).

He leído en alguna parte, en relación a los agujeros negros, cosas como éstas: “…las condiciones únicas que se dan más allá del horizonte de sucesos (el punto de no retorno pasado el cual nada, ni siquiera la luz, puede escapar de su gravedad) de ciertos agujeros negros hace posible, en teoría, la existencia de vida y que ésta evolucione hasta dar lugar a civilizaciones avanzadas.” Bueno, sabemos poco pero, que dentro del agujero negro pueda existir y evolucionar la vida…es muy dudoso.

Las singularidades de los agujeros negros están rodeados por una circunferencia invisible a su alrededor que marca el límite de su influencia. El objeto que traspasa ese límite es atraído, irremisiblemente, hacia la singularidad que lo engulle, sea una estrella, una nube de gas o cualquier otro objeto cósmico que ose traspasar la línea que se conoce como horizonte de sucesos del agujero negro.

Un gran agujero negro tragándose una estrella fue observado por primera vez con un telescopio de la Nasa, en la constelación del Dragón, a cuatro mil millones de años luz de la Tierra.

Explosion cosmica swiff

“El objeto fue llamado Swift J164449.3+57345. Fenómenos como este suceden cada 100 millones de años y son conocidos como “chorros relativísticos”, que pueden tener una dimensión de cientos de años luz.” Está claro que, cuando se escribe sobre estos temas, muchos son los que se toman licencias literarias que nada tienen que ver con la realidad, ya que, no tenemos forma de saber con qué frecuencia se producen estos fenómenos que, según creo, son más cotidianos y habituales de lo que algunos puedan pensar.

            Karl Schwarzschild.

La existencia de los agujeros negros fue deducida por Schwarzschild, en el año 1.916, a partir de las ecuaciones de Einstein de la relatividad general. Este astrónomo alemán predijo su existencia, pero el nombre de agujero negro se debe a Wehleer.

Así, el conocimiento de la singularidad está dado por las matemáticas de Einstein y más tarde por la observación de las señales que la presencia del agujero generan. Es una fuente emisora de rayos X que se producen al engullir materia que traspasa el horizonte de sucesos y es atrapada hacia la singularidad, donde desaparece para siempre sumándose a la masa del agujero cada vez mayor.

En el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea, ha sido detectado un enorme agujero negro, ya muy famoso, llamado Cygnus X-1.

 

 

Usando un vasto conjunto de radiotelescopios, han realizado una medida directa de la distancia a Cygnus X-1, permitiéndoles concluir la masa de la estrella oscura que resulta ser tan grande que solo puede ser un A.N. También han descubierto que gira más rápido que la mayor parte de sus compañeros.

Fue identificado por primera vez como posible anfitrión de un agujero negro en 1971, Cygnus X-1 fue una de las primeras fuentes de rayos-X descubiertas por los astrónomos. Por fortuna, Cygnus X-1 emite ondas de radio y un equipo de estudiosos apuntaron al objeto con el conjunto de Líneas Muy Grandes (VLBA) que consta de diez radiotelescopios de 25 metros dispersos desde Nueva Inglaterra y las Islas Vírgenes a California y Hawai. Este enorme conjunto mide posiciones 100 veces mejor que el Telescopio Espacial Hubble.

Cygnus X-1 produjo resultados maravillosos y, el equipo pudo lograr una distancia de mucha precisión. La Paralaje indicó que Cygnus X-1 está a 6.050 años ñuz de la Tierra, con una incertidumbre de sólo 400 años-luz. A partir de esto, los astrónomos dudeucen que la estrella oscura es 14,8 veces más masiva que el Sol; la incertidumbre es sólo de una masa solar, por lo que el objeto está muy por encima de la linea divisoria de las estrellas de neutrones y los agujeros negros. La estrella Azul que la orbita es aún más masiva, con unas 19 masas solares.

Después de todo, la velocidad de la luz, la máxima del universo, no puede vencer la fuerza de gravedad del agujero negro que la tiene confinada para siempre. En nuestra galaxia, con cien mil años luz de diámetro y unos doscientos mil millones de estrellas, ¿cuántos agujeros negros habrá? Para mí, la cosa está clara: el tiempo es imparable, el reloj cósmico sigue y sigue andando sin que nada lo pare, miles o cientos de miles, millones y millones de estrellas súper masivas explotarán en brillantes supernovas para convertirse en temibles agujeros negros. Si eso es así como parece, llegará un momento que el número de agujeros negros en las galaxias será de tal magnitud que comenzarán a fusionarse unos con otros hasta que todo el universo se convierta en un inmenso espacio ocupado por innumerables agujeros negros y, algunos, con una enorme singularidad, ¿será la gravedad la única fuerza presente si eso llega a suceder?. Bueno, dicen que al principio, cuando surgió el Big bang, lo único que había era una inmensa singularidad. ¿Se habrían unidos todos los agujeros negros del anterior universo?

Recreación de la Tierra según la fuerza de la gravedad. | ESA -   Efe Agencia

 

Recreación de la Tierra según la fuerza de la gravedad. | ESA – Efe Agencia

¡La Gravedad! Esa fuerza de la naturaleza que ahora está sola, no se puede juntar con las otras fuerzas que, como se ha dicho, tienen sus dominios en la mecánica cuántica, mientras que la gravitación residen en la inmensidad del cosmos; las unas ejercen su dominio en los confines microscópicos del átomo, mientras que la otra sólo aparece de manera significativa en presencia de grandes masas estelares. Allí, a su alrededor, se aposenta curvando el espacio y distorsionando el tiempo. La Gravedad es la que determina la geometría del Universo.

Esa reunión final de agujeros negros (si finalmente sucediera) sería la causa de que la Densidad Crítica sea superior a la ideal. La gravedad generada por el inmenso agujero negro que se irá formando en cada galaxia tendrá la consecuencia de parar la expansión actual del universo. Todas las galaxias que ahora están separándose las unas de las otras se irán frenando hasta parar y, despacio al principio pero más rápido después, comenzarán a recorrer el camino hacia atrás. Finalmente, toda la materia será encontrada en un punto común donde chocará violentamente formando una enorme bola de fuego, el Big Crunch. Otra singularidad inicial de la que surgirá, un nuevo Universo.

Algunos objetos del Universo pueden llegar a ser inmensos. Comparación de planetas en tamaños, tenemos aquí a la Tierra que supera a Venus, Marte, Mercurio y el pequeño Plutón.

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Claro que, la inmensa Tierra nos está dando una imagen engañosa de su grandeza que, al ser comparadas con otros objetos planetarios, no queda bien parada. Aquí vemos a la tierra diminuta al lado de neptuno, Urano, Saturno y la gigante Júpiter…

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Si hablamos del Sol, nuestra estrella, y lo comparamos con el tamaño de la Tierra,podemos ver que incluso Júpiter, el gigante gaseoso, resulta ser minúsculo al lado de la estrella. Y, sin embargo, en el Universo existen estrellas que dejan enano a nuestro Sol. Mirad:

Pero no ya nuestro Sol, una simple estrella mediana, sino que, el mismo Sirius, esa estrella blanca enorme y luminosa, se nos queda pequeña al compararla con Pollux o Arcturus, no digamos en qué se nos queda nuestro Sol ante estas gigantescas estrellas pero, hay mucho más.

Si miramos la imagen de abajo, ya no se ve donde quedó el Sol,el mismo arcturus parece rídiculo al lado de las grandes Rigel y Aldebaran, y, si nos detenemos en Betelgeuse o Antares, nos podemos marear ¡Qué enormidades!

Antes de comentar el muestrario de estrellas de arriba, hablábamos del posible Big Crunch y el final del Universo pero, antes de que eso llegue, tendremos que resolver el primer problema: la muerte del Sol. Los científicos se han preguntado a veces qué sucederá eventualmente a los átomos de nuestros cuerpos mucho tiempo después de que hayamos muerto. La posibilidad más probable es que nuestras moléculas vuelvan al Sol. En trabajos anteriores he explicado el destino del Sol: se agotará su combustible de hidrógeno y fusionará helio; se hinchará en gigante roja y su órbita es probable que sobrepase la Tierra y la calcine; las moléculas que hoy constituyen nuestros cuerpos serán consumidas por la atmósfera solar. Bueno, eso será si aún estamos aquí y no hemos sido capaces de escapar a otros mundos.

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El final de nuestro Sol cuando finalice su ciclo en la secuencia principal, será convertirse primera en gigante roja, expulsar material que formará nebulosa planetaria y, finalmente, se contraerá hasta que se degeneren los electrones y frene su implosión, quedamdo como una enana blanca masiva de alta radiación ultravioleta que se irá apagando con el paso del tiempo.

Carl Sagan pinta el cuadro siguiente:

“Dentro de miles de millones de años a partir de ahora, habrá un último día perfecto en la Tierra… Las capas de hielo Ártica y Antártica se fundirán, inundando las costas del mundo. Las altas temperaturas oceánicas liberarán más vapor de agua al aire, incrementando la nubosidad y escondiendo a la Tierra de la luz solar retrasando el final. Pero la evolución solar es inexorable. Finalmente los océanos hervirán, la atmósfera se evaporará en el espacio y nuestro planeta será destruido por una catástrofe de proporciones que ni podemos imaginar.”

En una escala de tiempo de varios miles de millones de años, debemos enfrentarnos al hecho de que la Vía Láctea, en la que vivimos, morirá. Más exactamente, vivimos en el brazo espiral Orión de la Vía Láctea. Cuando miramos al cielo nocturno y nos sentimos reducidos, empequeñecidos por la inmensidad de las luces celestes que puntúan en el cielo, estamos mirando realmente una minúscula porción de las estrellas localizadas en el brazo de Orión. El resto de los 200 mil millones de estrellas de la Vía Láctea están tan lejanas que apenas pueden ser vistas como una cinta lechosa que cruza el cielo nocturno.

Por aquí andamos nosotros, una región relativamente tranquila y preciosa. En el Brazo espiral de Orión a 30.000 a.l. del Centro Galáctico

Menos mal que no estamos cerca del Centro galáctico de temibles turbulencias

Aproximadamente a dos millones de años luz de la Vía Láctea está nuestra galaxia vecina más cercana, la gran galaxia Andrómeda, casi dos veces mayor que nuestra galaxia. Las dos galaxias se están aproximando a 125 km/s, y chocarán en un periodo de 5 a 10.000 millones de años. Como ha dicho el astrónomo Lars Hernquist de la Universidad de California en Santa Cruz, esta colisión será “parecida a un asalto. Nuestra galaxia será literalmente consumida y destruida”.

Así las cosas, no parece que la Humanidad del futuro lo tenga nada fácil. Primero tendrá que escapar, dentro de unos 4.000 millones de años del gigante rojo en que se convertirá el Sol que calcinará al planeta Tierra. Segundo, en unos 10.000 millones de años, la escapada tendrá que ser aún más lejana; la destrucción será de la propia galaxia que se fusionará con otra mayor sembrando el caos cósmico del que difícilmente se podría escapar quedándonos aquí. Por último, el final anunciado, aunque para más largo tiempo, es el del propio universo que, por congelación o fuego, tiene los eones contados.

emilio silvera