martes, 28 de enero del 2020 Fecha
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Sí, el Universo es… ¡Asombroso!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo asombroso    ~    Comentarios Comments (0)

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¡Son tantas las cosas que no sabemos!

El estado actual de la cuestión es que los cosmólogos creen saber que hay una gran cantidad de materia oscura en el Universo y, han conseguido eliminar la candidatura de cualquier tipo de partícula ordinaria que conocemos. En tales circunstancias no se puede llegar a otra conclusión que la materia oscura debe de existir en alguna forma que todavía no hemos visto y cuyas propiedades ignoramos totalmente.

 

Astronomia
Algunas teorías nos hablan de cuerdas cósmicas que suplen a la Materia oscura.  ¿Qué idea prevalecerá? También pudiera ser que el movimiento de las galaxias observado, se pudiera deber a otra fuente muy diferente de la M.O. Nadie sabe en estos momentos a qué se puede deber la expansión del espacio y cómo las galaxias se alejan las unas de las otras. ¿Acaso la materia de un universo vecino nos atrae? Incluso pudiera ser que estémos inmersos en una espesa red, en un entramado de universos.


A los teóricos nada les gusta más que aquella situación en la cual puedan dejar volar libremente la imaginación sin miedo a que nada tan brusco como un experimento u observación acabe con su juego. En cualquier caso, han producido sugerencias extraordinarias acerca de lo que podría ser la “materia oscura” del universo.

 

cuerdas
           Lo que hay en el Universo…no siempre lo podemos comprender.

La forma en que llevan este asunto es esta: toman una teoría en boga de modo general acerca de la interacción de los constituyentes fundamentales de la materia y notan que la teoría requiere o permite la existencia de algún tipo de partícula nueva. Se examinan las exigencias de la naturaleza de esta partícula aún no descubierta, y si puede desempeñar el papel de materia oscura fría (resulta que desde el punto de vista de la creación de la estructura observada en el Universo, la característica más importe del proceso de desaparejamiento para la materia oscura es la velocidad de las partículas cuando son libres. Si el desaparejamiento tiene lugar muy pronto en el Big Bang, la materia oscura puede salir con sus partículas moviéndose muy rápidamente, casi a la velocidad de la luz.

Si es así decimos que la materia oscura está caliente. Si el desaparejamiento tiene lugar cuando las partículas están moviéndose poco a poco –velocidad significativamente menor que la de la luz- decimos que la materia está fría) o caliente y a partir de ahí se anuncia con gran fanfarria que el constituyente último del universo ha sido descubierto.

Eso que llamamos materia oscura, incluso, podría ser la Gravedad que nos llega desde otros universos que, vecinos del nuestro, inciden en toda la materia de éste. ¿quién sabe ahora mismo la verdad?

De esta manera se vinieron a unir la física de partículas y la cosmología y la existencia de cada partícula que, en cada teoría fueron sugeridas originalmente por razones que nada tienen que ver con la estructura del universo. El estudio de sus propiedades estaba impulsado únicamente por las exigencias internas de las teorías que se forjaban para explicar las interacciones entre partículas fundamentales. Sólo después de que esos pasos se habían completado se comprendió que esas partículas podían desempeñar un papel cosmológico.

En relación a la materia oscura relacionadas con eso que llaman WIMPs, como posibles candidatas a ser las constituyentes de la materia oscura (WIMP, un acrónimo de Partícula Masiva de Interacción Débil). Claro que, habrá que considerar a los estimables candidatos sugeridos en los últimos años, y, por otra parte, habría que considerar aquellos que no son estimables como posibles candidatos. Pero antes de comenzar este ejercicio de imaginación, me gustaría subrayar enfáticamente una cosa: ninguna de las formas de materia que se mencionaran –ni una sola- ha sido vista nunca en un laboratorio. Pueden pensar ustedes que tienen que existir, incluso pueden alegar que si hubiésemos buscado suficientemente las hubiésemos encontrado; pero algún científico medieval pensaba lo mismo del unicornio.

 

oscura


Universos burbuja. Cada disco es un universo burbuja; los Universos 1 al 6 poseen distintas constantes físicas, correspondiendo nuestro universo a una de dichas burbujas.

Como la descripción de posibilidades más exóticas nos conducirá a algunas regiones bastante abstractas de la física de partículas elementales, el lector que desee ahorrarse la aventura puede saltar directamente hacia delante, exactamente al lugar donde he enumerado los candidatos a la materia oscura y sus propiedades.

 

materia

                         Súper-simetría, Súper-cuerdas

 

El mayor número de candidatos para la materia oscura surge de un principio conocido como supersimetría. Las teorías que presuponen la supersimetría son aquellas que unifican las cuatro fuerzas; las teorías últimas que gobiernan el primer instante de la vida del universo. En la frívola jerga de la moderna cosmología, algunas veces se habla de ella como TOE, la Teoría de Todas las Cosas.

¿Qué es la supersimetría?

 

Cuando la materia se rompe en sus constituyentes últimos, reconocemos dos tipos de partículas elementales. En primer lugar están los Quarks y partículas como el electrón (leptones) que constituyen la materia sólida.

Estas partículas están agrupadas bajo el término general de “fermiones”, por Enrico Fermi, el físico italo-norteamericano que fue el primero en investigar sus propiedades. Se caracterizan por el hecho de que giran alrededor de sus ejes de rotación a ritmos que son fracciones semienteras de una unidad básica de rotación. En otras palabras, tienen un spín ½, 3/2, etc., pero nunca 1, 2,… y responden a la estadística de Fermi-Dirac.

La segunda clase de partícula se llama “bosones”, por el físico indio S.N. Bose. Estas partículas tienen un spín 0, 1, 2, etc. A diferencia de las fermiones, no son parte de la estructura de la materia sólida. Por el contrario, saltan entre otras partículas, creando las fuerzas que ligan a la materia (o, en ocasiones, la separan). El Bosón más familiar es el fotón, la partícula asociada con la luz ordinaria. Cuando los fotones son intercambiados hacia delante y hacia atrás entre dos partículas cargadas (por ejemplo, un electrón y el núcleo alrededor del cual gira), el cambio crea las fuerza eléctrica familiar.

La supercuerda, esa Teoría del Todo

 

 

particulas
Algunos creen que la Teoría del Todo nos podría decir cómo será el fin del Universo y la Gravedad Cuántica

Así pues, se puede pensar en el átomo como manteniéndose unido por los protones, que son intercambiados entre los electrones y el núcleo. Es en el átomo donde podemos ver más claramente los papeles de los dos tipos de partícula. La estructura del átomo –la materia sólida de que está hecho- de electrones, protones y neutrones. Todos ellos son fermiones. Lo mismo que los Quarks, que forman los protones y neutrones. Pero estas partículas son mantenidas juntas en su estructura por el constante intercambio de Bosones. Igual que los fotones mantienen los electrones en órbita, partículas análogas llamadas gluones mantienen juntas las partículas en el núcleo.

Lo interesante sobre los fermiones y Bosones es esto: nunca vemos en el laboratorio una interacción en la que un tipo de partícula se cambie en otra. En otras palabras, parece que hay un muro impenetrable entre las dos clases de partículas, pues están divididas para siempre de acuerdo con la función que llevan a cabo. Esta distinción debe haberse mantenido desde que las Gravedad se separó de las otras fuerzas, un momento en el que el universo tenía 10ˉ⁴³ segundos de edad.

Una sencilla imagen que nos habla de la unidad fundamental de la materia que, conforma todo lo que vemos y que puebla nuestro Universo. Sin la Materia, sí que ésto sería un Universo vacío, o, no sería.


Por diversas razones técnicas resulta que, si queremos redactar la teoría unificada última, una teoría en la que la gravedad sea tratada del mismo modo que todas las otras fuerzas, debemos introducir reacciones en las que los fermiones puedan convertirse en Bosones y los Bosones en fermiones. En efecto, la distinción entre las partículas como estructura y las partículas como fuerza no debe de haber estado presente cuando el universo nació, y debe haber aparecido después de la primera congelación, cuando la gravedad se separó de todas las otras fuerzas. (Debemos observar que, cuando las partículas se pueden convertir unas en otras en cualquier tipo de interacción, los físicos piensan que son las mismas partículas. De forma semejante que ustedes son las mismas personas vestidos con traje de negocios o con el chándal de correr).

Un mundo en el que no se mantenga la distinción entre Bosones y fermiones se dice que es supersimétrico. Sería un mundo de simplicidad total, porque sólo habría un tipo de partícula, y constituiría tanto la estructura como la fuerza. El modo más prometedor de comprender los orígenes del universo parece implicar teorías que postulan que todo comenzó en un estado supersimétrico.

Tales teorías predicen también que en el comienzo, cuando el universo era supersimétrico, había compañeros –imágenes en el espejo, por así decirlo- de todas las partículas familiares. Sabemos que hoy en nuestro mundo hay un Bosón llamado fotón que genera la fuerza eléctrica. Las teorías de supersimetría dicen que antes de que la Gravedad se congelara separándose de las otras fuerzas, había otra partícula, idéntica al fotón en todo, excepto que tenía un spín de ½ en lugar de 1. Esta otra partícula, llamada fotino, era un fermión. En el universo joven esta partícula y el fotón se podían transformar la una en la otra.

Cuando la Gravedad se separó de las otras fuerzas la simetría entre Bosones y Fermiones desapareció y la primera simplicidad del universo se perdió. Desde el punto de vista de las partículas, esta pérdida de simetría se manifestó en un proceso en el cual el fotino se hizo más masivo, mucho más pesado que el protón. Las teorías predicen que en el universo actual hay un tipo de mundo espejo formado por los compañeros supersimétricos de todas las partículas que vemos normalmente. Por ejemplo, sabemos que hay una partícula llamada electrón, pero las teorías nos dicen que también sería posible un análogo supersimétrico del electrón que tenga spín 1 en lugar de spín ½ y sea muy masivo. Esta partícula se llama selectrón. También se supone que hay Squars (los análogos de los quarks), sneutrinos (análogos de los neutrinos), y así sucesivamente. Quizá hay incluso shombres y smujeres, aunque las teorías aún no han planteado la cuestión, al menos que yo sepa.


En medio de todo este maremagnun de partículas y materia, ¿qué papel jugamos nosotros? ¿Sabemos acaso hacia dónde vamos?

Ahora bien, esas teorías no exigen que las partículas supersimétricas se congreguen en los mismos lugares que la materia ordinaria. Ni tampoco nos dan ninguna noción firme de cuanta masa se supone que tiene una cosa como el fotino, aunque la opinión corriente es que el fotino es probablemente al menos cuarenta veces más masivo que el protón. Al mismo tiempo, las teorías requieren que, una vez rota la simetría, la interacción entre el mundo supersimétrico y el nuestro debe ser muy débil. Todas las “spartículas” deberían ser mucho más esquivas que el neutrino, e imposibles de detectar directamente con nuestra tecnología actual (dejando aparte al LHC que, en este campo, si en verdad existen esas partículas, podría darnos alguna sorpresa).

Con todas estas propiedades, las partículas supersimétricas son candidatos perfectos para la materia oscura. Son masivas, así que pueden ejercer una fuerza gravitatoria. Interaccionan débilmente, así que no interferirían con el funcionamiento normal de cosas como estrellas o aceleradores de alta energía. ¿Qué más se podría pedir?




En este tema de la materia oscura, ¿le hemos prestado la suficiente atención a los agujeros negros? ¿Hacia dónde llevarán esos pozos negros?

La realización más a la moda de la idea de la supersimetría está contenida en lo que se llaman teorías de “supercuerdas”. En estas teorías los constituyentes básicos de todas las partículas son diminutas cuerdas de materia muy densa enterradas dentro de una especie de nube esponjosa de materia que forma las capas exteriores de las partículas familiares.

Las cuerdas son muy pequeñas, pues no tienen más de 10ˉ³³ cm de largo. El tipo de cuerda que se supone forma el corazón de la materia tiene de este modo la misma relación de tamaño que un protón que la tenemos nosotros con una galaxia pequeña. En las primeras teorías formuladas de cuerdas, los fermiones correspondían a lazos, mientras que los Bosones corresponden a cuerdas abiertas. Incluso los quarks se supone que están formados de cuerdas si se los mira lo bastante cerca.

Si suponemos que el corazón de la materia tiene algún tipo de estructura fibrosa, entonces existe una útil analogía que nos ayuda a comprender como debe comportarse la materia (particularmente materia supersimétrica). Todos hemos podido ver y oír lo que ocurre cuando se tañe una cuerda de guitarra, y, podríamos pensar que si se “tañe” una supercuerda, ésta también puede vibrar (como la cuerda de la guitarra) de muchos modos diferentes y, cada uno de estos modos tendrá una energía y una masa diferentes de los otros. Entonces, cuando miramos una supercuerda vibrando, vemos algo que tiene masa, y una masa diferente de una cuerda vibrante a otra. Pero esto es precisamente lo que vemos cuando miramos partículas diferentes, pues también tienen diferentes masas. Esto explica uno de los principios centrales de la teoría de supercuerdas.

Cada uno de los infinitos modos posibles de vibración de la cuerda corresponderá a una partícula diferente; así esperamos que haya un número infinito de partículas posibles en el mundo.

 



                           El Universo misterioso, ¿Cuantos secretos esconde?

Esta idea también nos conduce a sospechar que, si una cuerda es pulsada (por ejemplo al añadirle energía una colisión de alta energía), los armónicos más altos finalmente se extinguirán, dejando sólo el modo fundamental de vibración. Éste es un punto importante, porque significa que si buscamos partículas supersimétricas, es fácil que encontremos sólo las correspondientes al modo fundamental de oscilación, que interpretamos como partículas supersimétricas de la masa más baja. Claro que, lo dicho hasta ahora aunque pueda parecer algo caprichoso, no es nada si lo comparamos con el hecho de que, además, estas cuerdas no pueden vibrar en las tres dimensiones ordinarias, ni siquiera en un mundo de cuatro dimensiones de Einstein. Las teorías de cuerdas nos dicen que estas deben vibrar en 10, 11 o 26 dimensiones ( ¿Están seguros de querer seguir leyendo todo esto en lugar de saltar y pasar al resumen final? )

Nunca hemos podido (en nuestro mundo físico y “real”) el poder visualizar más de tres dimensiones, pues no se puede hacer. Nuestro mundo y nosotros mismos somos tridimensionales y, situarnos en un mundo de más dimensiones resulta imposible, ni siquiera mentalmente lo podemos conseguir. Los teóricos se ven obligados a considerar este tipo de cosas porque sólo en muchas dimensiones las teorías que ellos escriben evitan tener algo llamado anomalías. La definición técnica de este término no importa: un matemático reacciona a una anomalía en sus ecuaciones como ustedes reaccionarían cuando el banco les comunica que se han sobrepasado a la hora de extender cheques de su cuenta corriente. Las anomalías son mala cosa y deben ser evitadas a toda costa, aunque esto signifique (en el caso de estas teorías) tener que amontonar las dimensiones.

Sin armar un alboroto respecto a la multidimensionalidad, me gustaría decir que no existe ninguna razón por la que debamos esperar librarnos de las anomalías en ninguna dimensión. La solución que encontraron los teóricos es parecida a la que ustedes encontrarían si descubrieran que podrían equilibrar su cuenta si utilizasen para los cheques papel con diez, once o veintiséis líneas, pero no en cualquier otra circunstancia.

Claro que, todo esto, tanto a ustedes como a los físicos, los dejaría envueltos en una sensación de misterio. Naturalmente, la multiplicidad de las cuerdas nos conduce a otro problema. Después de todo vivimos en un mundo de cuatro dimensiones (si le otorgamos al tiempo la categoría de dimensión). Para resolver esta disparidad, los teóricos de supercuerdas postulan que cuando la gravedad se congeló, las dimensiones extras sufrieron un proceso llamado “compactificación”. Como el nombre indica, la teoría predice que las dimensiones sobrantes “se ensortijaron” de forma que el mundo parece cuatridimensional a menos que se lo mire a una escala realmente fina.


Astronomía-Astrofísica.Son tantas las cosas que no sabemos

                              Si existen más dimensiones… ¡Yo no he podido ni imaginarlas!


¿Qué vamos a hacer con las supercuerdas? Por un lado proporcionan una Teoría de Todas las Cosas verdaderamente bella y elegante. Ofrecen un esquema en el que todas las fuerzas aparecen en pie de igualdad, la realización última del sueño de Einstein. Incluso tienen la ventaja de que en algunas versiones la gravedad se unifica con todas las otras fuerzas de forma que describen fuerzas unificadas incluso en nuestro mundo actual.

Está claro que los teóricos han llegado mucho más lejos que los experimentadores que, llegados a este punto, no pueden verificar dichas teorías de cuerdas por falta de las herramientas necesarias para ello y que, principalmente estaría referida a la no disponibilidad de la energía necesaria para poder llegar a esas cuerdas vibrantes que requieren la energía de Planck de 10¹⁹ GeV, cosa que, de momento es impensable en este mundo nuestro que, ya ha quedado asombrado cuando hablamos de la posibilidad de los 14 TeV del LHC. Algunos dicen que la teoría de cuerdas no es de nuestro tiempo y nos hemos adelantado a los acontecimientos del futuro. ¡Ya veremos!

Un posible resultado asombroso delas teorías de las supercuerdas es que pueden dar lugar a otro tipo más de materia oscura. Allí, las ecuaciones parecen sugerir que en el tiempo de Plankc (Tp = 10ˉ⁴³ segundos –en la cosmología del Big Bang, hasta un tiempo de Planck después del instante inicial, es necesario utilizar una teoría cuántica de la gravedad para describir la evolución del universo-) el universo se dividió en dos partes separadas. Está nuestro mundo con su complemento entero de partículas y compañeras supersimétricas y hay, además, un mundo de sombra. La materia en este mundo de sombra tiene un parecido con la del nuestro en que también tienen sus partículas y “spartículas”. Dentro de cada mundo, las partículas interaccionan unas con otras a través de un complemento entero de cuatro fuerzas. Sin embargo, las partículas de un mundo pueden interaccionar con la del otro sólo a través de la fuerza de gravedad. Un electrón y un electrón de sombre pueden estar uno cerca del  otro y no sentir una fuerza eléctrica, aunque cada uno de ellos lleve consigo su propia versión de carga eléctrica. La única fuerza entre los dos sería la fuerza relativamente débil de la gravedad.



teoria
¿Pueden imaginar la existencia de un Universo en permanente sombra?

La idea de un universo en sombra nos proporciona una manera sencilla de pensar en la materia oscura. El universo dividido en materia y materia se sombra en el Tiempo de Planck, y cada una evolucionó de acuerdo con sus propias leyes. Es de suponer que algún Hubble de sombra descubrió que ese universo de sombra se estaba expandiendo y es de suponer que algunos astrónomos de sombras piensan en nosotros como candidatos para su materia oscura.

¡Puede que incluso haya unos ustedes de sombras leyendo la versión de sombra de este trabajo!

Otro de los WIMPs favoritos se llama axión. Como el fotino y sus compañeros, el axión fue sugerido por consideraciones de simetría. Sin embargo, a diferencia de las partículas, sale de las Grandes Teorías  Unificadas, que describen el Universo en el segundo 10ˉ³5, más que de las teorías totalmente unificadas que operan en el tiempo de Planck.

Durante mucho tiempo han sabido los físicos que toda reacción entre partículas elementales obedece a una simetría que llamamos CPT. Esto significa que si miramos la partícula de una reacción, y luego vemos la misma reacción cuando (1) la miramos en un espejo, (2) sustituimos todas las partículas por antipartículas y (3) hacemos pasar la película hacia atrás, los resultados serán idénticos. En este esquema la P significa paridad (el espejo), la C significa conjugación de carga (poner las antipartículas) y T la reversa del tiempo (pasar la película al revés).

Se pensaba que el mundo era simétrico respecto a CPT porque, al menos al nivel de las partículas elementales, era simétrico respecto a C, P y T independientemente. Ha resultado que no es éste el caso. El mundo visto en un espejo se desvía un tanto al mundo visto directamente, y lo mismo sucede al mundo visto cuando la película pasa al revés. Lo que sucede es que las desviaciones entre el mundo real y el inverso en cada uno de estos casos se cancelan una a la otra cuando miramos las tres inversiones combinadas.

Aunque esto es verdad, también es verdad que el mundo es casi simétrico respecto a CP actuando solos y a T actuando solo; es decir, que el mundo es casi el mismo si lo miran en un espejo y sustituyen las partículas por antipartículas que si lo miran directamente. Este “casi” es lo que preocupa a los físicos. ¿Por qué son las cosas casi perfectas, pero les falta algo?

La respuesta a esta cuestión parece que puede estar en la posible existencia de esa otra partícula apellidada axión. Se supone que el Axión es muy ligero (menos de una millonésima parte de la masa del electrón) e interacciona sólo débilmente con otra materia. Es la pequeña masa y la interacción débil lo que explica el “casi” que preocupa a los teóricos.

   Los eclipses de quásar podría clarificar el misterio del Axion

Los cálculos de los cosmólogos muestran que en un universo en expansión sería de esperar que los axiones formen una radiación de fondo parecida a la radiación de microondas de fondo de tres grados. Las irregularidades de este fondo de axiones son los que pueden desempeñar el papel de la materia oscura.

Llegados a este punto y algo mareado de tantos conceptos, partículas y tipos de universos, dejaré este comentario como primera parte y, el resumen o enumeración de los candidatos a la materia oscura, junto con una breve descripción de sus propiedades y una corta explicación de por qué se cree que existen, lo dejaré para la próxima entrada.

A continuación enumero los candidatos a la materia oscura, junto con una breve descripción de sus propiedades y una corta explicación de por qué se cree que existen.

Partículas supersimétricas, fotinos, squarks y otros.

Estas partículas son predichas por las teorías que unifican todas las fuerzas de la naturaleza. Forman un conjunto de contrapartidas de las partículas a las que estamos habituados, pero son mucho más pesadas. Se nombran en analogía con sus compañeras: el squark es el compañero supersimétrico del quark, el fotino del fotón, etc. Las más ligeras de estas partículas podrían ser la materia oscura. Si es así, cada partícula probablemente pesaría al menos cuarenta veces más que el protón.

Materia de sombra

En algunas versiones de las llamadas teorías de supercuerdas hay todo un universo de materia de sombra que existe paralelo con el nuestro. Los dos universos se separaron cuando la gravedad se congeló separándose de las  otras fuerzas. Las partículas de sombra interaccionan con nosotros sólo a través de la fuerza de la gravedad, lo que las convierte en candidatas ideales para la materia oscura.

Axiones

El Axión es una partícula muy ligera (pero presumiblemente muy común) que, si existiera, resolvería un problema antiguo en la teoría de las partículas elementales. Se estima que tiene una masa menor que una millonésima parte de la del electrón y se supone que impregna el universo de una manera semejante al fondo de microondas. La materia oscura consistiría en agregaciones de axiones por encima del nivel general de fondo.

¿WIMPs en el Sol?

A lo largo de todo el trabajo se ha dado a entender que todas estas partículas candidatas a materia oscura de la que hemos estado hablando, son puramente hipotéticas. No hay pruebas de que ninguna de ellas se vaya a encontrar de hecho en la naturaleza. Sin embargo sería negligente si no mencionase un argumento –un diminuto rayo de esperanza- que tiende a apoyar la existencia de WIMPs de un tipo u otro. Este argumento tiene que ver con algunos problemas que han surgido en nuestra comprensión del funcionamiento y la estructura del Sol.

Creemos que la energía del Sol viene de reacciones nucleares profundas dentro del núcleo. Si éste es el caso en realidad, la teoría nos dice que esas reacciones deberían estar produciendo neutrinos que en principio son detectables sobre la Tierra. Si conocemos la temperatura y composición del núcleo (como creemos), entonces podemos predecir exactamente cuántos neutrinos detectaremos. Durante más de veinte años se llevó a cabo un experimento en una mina de oro de Dakota del Sur para detectar esos neutrinos y, desgraciadamente, los resultados fueron desconcertantes. El número detectado fue de sólo un tercio de lo que se esperaba. Esto se conoce como el problema del neutrino solar.

 

cuerdas

La segunda característica del Sol que concierne a la existencia de WIMPs se refiere al hecho de las oscilaciones solares. Cuando los astrónomos contemplan cuidadosamente la superficie solar, la ven vibrar y sacudirse; todo el Sol puede pulsar en períodos de varias horas. Estas oscilaciones son análogas a las ondas de los terremotos, y los astrónomos llaman a sus estudios “sismología solar”. Como creemos conocer la composición del Sol, tenemos que ser capaces de predecir las propiedades de estas ondas de terremotos solares. Sin embargo hay algunas duraderas discrepancias entre la teoría y la observación en este campo.

No hace mucho que los astrónomos han señalado que si la Galaxia está en realidad llena de materia oscura en la forma de WIMPs, entonces, durante su vida, el Sol habría absorbido un gran número de ellos. Los WIMPs, por tanto, formarían parte de la composición del Sol, una parte que no se había tenido en cuenta hasta ahora. Cuando los WIMPs son incluidos en los cálculos, resultan dos consecuencias: primero, la temperatura en el núcleo del Sol resulta ser menor de lo que se creía, de forma que son emitidos menos neutrinos, y segundo, las propiedades del cuerpo del Sol cambian de tal modo que las predicciones de las oscilaciones solares son exactas.

 

oscura


Hasta nos atrevemos a exponer una imagen en la que pretendemos distribuir los WIMPS.


Este resultado es insignificante en lo que se refiere a la existencia de WIMPs, pero como no debemos despreciar las coincidencias halladas, lo más prudente será esperar a nuevos y más avanzados experimentos (SOHO y otros). Tanto el problema del neutrino como las oscilaciones se pueden explicar igualmente bien por otros efectos que no tienen nada que ver con los WIMPs. Por ejemplo, el tipo de oscilaciones de neutrinos podría resolverse si el neutrino solar tuviera alguna masa, aunque fuese muy pequeña, y diversos cambios en los detalles de la estructura interna del Sol podrían explicar las oscilaciones. No obstante estos fenómenos solares constituyen la única indicación que tenemos de que uno de los candidatos a la materia oscura pueda existir realmente.

Toda esta charla sobre supersimetría y teoría últimas da a la discusión de la naturaleza de la materia oscura un tono solemne que no tiene ningún parecido con la forma en que se lleva en realidad el debate entre los cosmólogos. Una de las cosas que más me gusta de este campo es que todo el mundo parece ser capaz de conservar el sentido del humor y una distancia respecto a su propio trabajo, ya que, los buenos científicos saben que, todos los cálculos, conjeturas, hipótesis y finalmente teorías, no serán visadas en la aduana de la Ciencia, hasta que sean muy, pero que muy bien comprobadas mediante el experimento y la observación y, no una sino diez mil veces antes de que puedan ser aceptadas en el ámbito puramente científico.

Posiblemente, el LHC nos pueda decir algo al respecto si, como no pocos esperan, de sus colisiones surgen algunas partículas supersimétricas que nos hablen de ese otro mundo oscuro que, estando en este, no hemos sabido encontrar hasta este momento. Otra posibilidad sería que la tan manoseada materia oscura no existiera y, en su lugar, se descubriera otro fenómeno o mecanismo natural desconocido hasta ahora que, incidiendo en el comportamiento de expansión del Universo, nos hiciera pensar en la existencia de la “materia oscura” para cubrir el hueco de nuestra ignorancia.

emilio silvera


Sí, nuevas Teorías nos hablarán de cómo es la Naturaleza

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Vamos imparables hacia la nueva fisica

En nuestro Universo existen cosas extrañas que, seguramente, cuando sepamos más, sabremos su explicación: ¿Por qué no hay anti-bariones primordiales en el Universo mientras que hay un barión por cada mil millones de fotones?, dicho de otra manera, el origen de la materia. Claro que, para explicar este hecho necesitamos comprender como se comportaba nuestro Universo a temperaturas tan altas como un billón de grados.

 

origen

Las interacciones entre partículas elementales (interacciones electromagnéticas, débiles y fuertes) están clasificadas por su entidad (constantes de acoplamiento) y por las partículas “transportadoras” de las mismas (partículas de spín=1 0 bosones de gauge) . Todas ellas están bellamente descritas por lo que se conoce habitualmente como Modelo Estándar de las interacciones electrodébiles y fuerte. Estamos deliberadamente dejando al margen las interacciones gravitatorias que, al menos a nivel clásico, están perfectamente descritas por la Teoría de la Gravitación o Relatividad General formulada por A. Einstein en 1915 y 1916.

El Modelo Estándar nos dice que las partículas elementales, cuya interacción se detecta en particular en los grandes aceleradores como el Large Hadrón Collider (LHC) que está funcionando el el CERN (Ginebra-Suiza), no son los átomos, ni los núcleos atómicos, ni siquiera los protones y neutrones de los que están constituidos, sino los Quarks, de los que están compuestos neutrones y protones, los leptones  cargados eléctricamente (partículas ligeras como los electrones que están en la corteza de los átomos o muones que aparecen en ciertas desintegraciones), los leptones neutros o neutrinos (partículas enigmáticas con una masa pequeñísima comparada con el resto del espectro) y partículas transportadoras de las interacciones como fotones (cuanto de luz) transportadores de las interacciones electromagnéticas, los bosones W+, W- y Z0 que transportan las interacciones electrodébiles y los Gluones que transportan la interacción fuerte.

 

fisica

Partiendo de los Quarks, se conforma el núcleo hecho de protones y neutrones. Los Quarks, confinados dentro de estos nucleones, quedan sujetos por la fuerza fuerte a través de las partícuals mediadoras, los Gluones. Para formar el átomo, se necesitan electrones que, rodean el núcleo en número igual al de protones que contiene, y, como el protón está cargado eléctricamente con fuerza positiva, ésta se equilibra mediante la negativa de la misma potencia que aportan los electrones. De esta manera, el átomo queda debidamente estabilizado para poder unirse a otros para formar células que, a su vez se unen para formar moléculas que, a su vez, se juntan para formar materia.



nueva
    Y pensar que todo lo que ahí podemos ver, está formado por esas partículas.

Todas estas partículas de las que podemos hablar ya han sido descubiertas, mientras que la única incógnita del Modelo Estándar reside en el mecanismo por el que los fermiones elementales y ciertas partículas transportadoras de las interacciones como la W y Z adquieren masa. La Teoría de la “ruptura expontánea de simetría electrodébil” implica que tiene que existir una partícula aún no descubierta, el Bosón de Higgs, que es responsable de que las anteriores partículas, incluida ella misma, sean masivas.

 

materia

¿Cómo será ese Bosón de Higgs y, de qué mecanismo se vale para dar masa a las demás partículas?


Todos hemos oido hablar hasta la saciedad de que el Bosón de Higgs debe ser descubierto por el Colisionador LHC y tal descubrimiento añadiría una buena ráfaga de luz sobre algunos enigmas, propiedades no bien conocidas de las interacciones débiles. Ahora que dicen haberlo encontrado, al menos de momento, no parece que se tengan noticias de ninguna nueva revolusión de la física. ¡Habrá que esperar!

El Modelo Estándar es pues la estructura matemática que describe las interacciones entre las partículas elementales conocidas. El Modelo Estándar, como cualquier otra teoría física, tiene que ser capaz de describir de froma correcta los datos experimentales que son los que realmente establece el veredicto último de una teoría.

En particular el Modelo Estándar ya ha sido (y está siendo) ampliamente contrastado con los datos experimentales de las colisiones de altas energías, como el Large Electrón Positrón (LEP) que estuvo funcionando en el CERN hasta el año 2000 y el Tevatrón que está en funcionamiento en el Laboratorio Fermilab (En Chicago, Illinois, USA), así como en aceleradores de baja energía.


astrofisica

El Tevatron, que ha sido el acelerador de partículas más potente del mundo hasta que entró en funcionamiento el LHC europeo, cerró el pasado 30 de de septiembre de 2011, de forma definitiva, tras 26 años de operación.

El resultado obtenido es que el acuerdo entre la teoría y los resultados experimentales es concluyente, llevándose el acuerdo hasta niveles de 0,1%. Sin embargo, a pesar de que los resultados experimentales no indiquen apenas fisuras en el Modelo Estándar existen motivaciones acuciantes para ir más allá de éste. Está claro que, el principal objetivo del Modelo está en descubrir los orígenes de la Materia, entendiendo por tal los protones y neutrones de los que estamos hechos nosotros mismos, es decir, la materia bariónica.

 

bariogenesis

En este lugar, el Fermilab, se llevan a cabo proyectos de enorme importancia para conocer lo que la materia es. Y, de la misma manera que en el CERN, se realizan colisiones de haces de partículas que reproducen aquellos momentos de la creación, el big bang en miniatura para, a partir del estudio de lo que ahí pasa, poder llegar a comprender aquellos primeros momentos que aún, mantiene, algunas regiones oscuras que no dejan ver lo que allí pasó.

Los dos problemas “experimentales” más acuciantes que presenta en estos momentos el Modelo Estándar está relacionado con los dos tipos de Materia que constituyen el Universo observable. El 17% de la Materia de nuestro Universo es materia “luminosa”, es decir, materia constituida, como nosotros mismos por protones y neutrones. Por otro lado, el 83% de nuestro universo Universo está constituido por Materia Oscura (yo prefiero decir: parece que está constituido por materia invisible que llamamos oscura), es decir, materia que ha sido detectada por el momento sólo indirectamente a través de sus interacciones gravitacionales.

De nuevo el Modelo Estándar requiere de una extensión para poder incluir candidatos a Materia Oscura.

 

Vamos imparables hacia la nueva fisica

Muchas son las noticias que saltan a los medios y que son emitidas por equipos que quieren llevarse el galardón del hallazgo de la M. O. Veamos por ejemplo uno de ellos:

24 OCTUBRE 2010. Un teórico del Fermilab y sus colegas de la Universidad de Nueva York podrían haber encontrado pistas sobre algunos de los más jugosos secretos del universo en el centro de la Vía Láctea. La materia oscura. En su análisis de los datos públicos de los rayos gamma del Telescopio Espacial Fermi, Dan Hooper, científico del Fermilab, y Lisa Goodenough, un estudiante graduado en la Universidad de Nueva York, informan que los rayos gamma de muy alta energía procedentes del centro de la Vía Láctea vienen de las colisiones de materia oscura.

“Salimos de nuestra manera de considerar todas las causas de los fondos que imitan la señal, y no se encontraron otras fuentes plausibles en astrofísica o la mecánica que se puede producir una señal como ésta”, dijo Hooper.

Un reciente trabajo, publicado en el servidor repositorio científico arXiv-pre, describe sus hallazgos. Los astrofísicos desde hace mucho tiempo postulan una amplia gama de partículas de materia oscura, incluyendo los axiones, las partículas súper pesadas y partículas que se encuentran entre: débilmente partículas masivas de interacción, o WIMPs.


universo

Ahora nos dicen que el LHC  se prepara para poder buscar la materia oscura y, que yo sepa, el Bosón de Higgs (aunque digan lo contrario) no se ha encontrado. Al parecer han localizado una partícula que tiene todos los atributos para poder ser el Higgs pero… ¿Será él?

Claro que, la realidad es tozuda, y, nadie puede decirnos qué es la dichosa y teórica “materia oscura” de qué está hecha, cómo se formó, de qué mecanismos se vale para pasar inadvertida sin emitir radiaciones que podamos detectar, y, un sin fin de cuestiones que la hace extraña y muy exótica, hasta el punto de que podamos pensar que está y no está en este mundo. ¿No estará escondida en eso que llamamos vacío y, las partículas portadoras de la Fuerza Gravitatoria, el Gravitón, nos trae a nuestra parte del “mundo” la Gravedad que genera y que es, la que detectan los cosmólogos cuando ven que las galaxias se alejan las unas de las otras a más velocidad de la que tendrían que hacerlo si sólo existiera la materia bariónica que podemos observar?

Hablámos de los posibles candidatos a materia oscura, aquí la situación es incluso más complicada puesto que candidatos a materia oscura no han sido detectados por experimentos de física de partículas con lo que (como antes decía) su misma naturaleza nos es desconocida. Para competar el relato cabe decir que experimentos astrofísicos, en particular detección de supernovas, indican que el total de la materia anteriormente descrita (o sea luminosa y oscura) constituyen tan sólo el 28% de la densidad de energía del universo observable mientras que el resto es una energía no detectable mediante experimentos de Física de Partículas y que se conoce con el nombre de energía Oscura, que puede ser simplemente una Constante Cosmológica.

Einstein se burla de nosotros como si supiera (el muy ladino) que él llevaba razón, y, la Constante Cosmológica está ahí, presente en el Universo. La verdad es que, nos trae de cabeza, el no saber detectar dónde está la verdad para saber el camino a tomar en el futuro.

Así que, finalmente podemos concluir que el 4,6% es la materia bariónica (Supercúmulos de Galaxias, Nebulosas, Mundos, y demás cuerpos observables .-también nosotros-) y, el 17% de la densidad de materia del universo podría ser la llamada “materia oscura” . Aún cuando la proporción sea minoritaria para la Bariónica, para nosotros es prioritaria, de ella estamos hecho nosotros mismos y que, por supuesto, es la única materia que podemos detectar de forma directa, conocemos (las partículas que la conforman) sus secretos, sus parámetrtos físicos, sus masas y cargas, sus funciones dentro del contexto general y, en definitiva es la materia que está tan cerca de nosotros que, nosotros mismos somos ella.

 

origen

fisica

nueva

materia

También los pilares básicos de nuestro propio ser, son Quark y Leptones, es decir, materia bariónica. Así que, si los observadores del Universo (nosotros) somos de materia radiante y luminosa, no creo que esa “materia oscura” tenga más importancia que aquella de la que nosotros estamos formados. Más bien creo que, existe alguna fuerza (llámese constante cosmológica o de cualquier otra forma) desconocida que, se confunde con esa clase de materia. Materia, lo que se dice materia, por mí, sólo existe la que podemos ver y detectar.

Dos son los problemas esenciales que deben ser entendidos en relación con el número bariónico del Universo:

- El primero es que no hay prácticamente evidencia de antimateria en el Universo. De hecho no hay antimateria en nuestro Sistema solar y solamente aparecen antiprotones en los rayos cósmicos. Sin embargo, los antiprotones se pueden producir como producto secundarios en colisiones del tipo pp → 3p + p (en esta última p debería aparecer una rayita horizontal encima (antiprotón) pero, en mi cuadro de caracteres especiales no lo tengo) que proporcionan una abundancia de antiprotones semejante a la observada.

Así por ejemplo, resulta que se detecta un antiprotón aproximadamente por cada 3000 protones mientras que se encuentra un átomo de antihelio por cada 10000 átomos de Helio. Todos estos datos experimentales están de acuerdo con la existencia de antimateria primordial en el Universo. De hecho, la no existencia de antimateria resulta esencial para la estabilidad del mismo puesto que la materia y la materia se aniquilan entre sí produciendo radiación.

 

astrofisica

Satélite WMAP

- Una vez explicado el hecho de que practicamente no hay antimateria en el Universo, el segundo problema sería entender el origen de la densidad de materia luminosa. De hecho, utilizando los datos de la abundancia primordial de elementos ligeros, de acuerdo con la teoría de la nucleosíntesis, junto con los datos del Satélite WMAP, se deduce que hay en torno a 1 protón por cada mil millones de fotones en el Universo. Siendo nB y n γ las densidades de bariones y fotones respectivamente, se tiene que η=nB/nγ ≈ 0.61 x 10-9.


Para ser un poco más preciso podríamos decir que en 5 metros cúbicos hay un sólo barión y mil millones de fotones en promedio.

Para entender mejor cuál puede ser el mecanismo que explique la generación de materia en nuestro Universo, es decir, el parámetro η que acabamos de describir, debemos retrotraernos a la época en que el universo estaba muy caliente, poco después del Big Bang. Es decir, la llamada era denominada de la Radiación. Las partículas cuya masa es (muy) inferior a la temperatura del universo se aniquilan con sus antipartículas por las reacciones inversas a las anteriores. En este momento las partículas se comportan practicamente como si fueran de masa cero y se dice que la partícula en cuestión está en equilibrio térmico con la radiación. El Modelo Estándar Cosmológico predice una relación entre la edad del Universo (en segundos) y la temperatura del mismo (en K) que viene dada por:

 

t ≈ 1/5 (kBT/GeV)-2 10-6

en donde kB es la constante de Boltzmann. La ecuación anterior nos dice que para una temperatura próxima al GeV (equivalente a la masa del protón, que es de unos diez billones de grados, ¡el tiempo transcurrido en el universo después del Big Bang era de unas dos diez millonésimas de segundo!

Para temperasturas inferiores a la masa de la partícula, las partículas y antipartículas siguen aniquilándose en fotones, aunque el proceso inverso no puede tener ya lugar y la densidad de equilibrio térmico de partículas y antipartículas decrece exponencialmente como exp (-m/T) en donde m es la masa de la partícula en cuestión. Este proceso se termina cuando el ritmo de aniquilación de partículas y antipartículas no puede competir con el ritmo de expansión del universo (constante de Hubble H) , momento en el que las partículas y antipartículas se salen del equilibrio térmico y su densidad queda “congelada” a los valores de equilibrio correspondientes a la temperatura de”congelación” (temperatura de freezeout). Si aplicamos este proceso a los nucleones protones y neutrones) y antinucleones de masa ~ 1 GeV se puede ver como la densidad de los mismos empieza a disminuir exponencialmente para temperaturas inferiores al GeV, mientras que se salen de equilibrio térmico para temperaturas del orden de 20 MeV, para la cual la densidad de equilibrio resulta ser: nB/nγ=nB/nγ ≈ 10-18.

Esto nos demuestra que partiendo de un Universo simétrico, como hemos supuesto hasta el momento, hoy en día el Universo seguiría siendo simétrico respecto al número bariónico y, además, ¡el número de bariones sería mil millones más bajo que el que observamos! La solución de este problema sólo puede tener una respuesta: debemos abandonar la hipótesis de que el Universo era inicialmente simétrico respecto al número bariónico. La explicación podría seguir y es larga y algo compleja pero, por mi cuenta, resumo diciendo que, esa simetría no es posible, si tenemos en cuenta que, las partículas creadas después del Big Bang, al ser diferentes, también tenían diferentes masas y, tal hecho cierto, hace imposible que la expansión del Universo fuera isotrópica, así que, al expandirse anisotrópicamente, la asimetría queda servida.

 

bariogenesis

Sí, podríamos decir que, la asimetría del Universo es la responsable de su diversidad. No todo es igual en el Universo. Lo son todos los protones y electrones que existen, y, también, todos los neutrones, es decir, son idénticos y simétricos los objetos de la misma familia a niveles microscópicos pero, cuando nos vamos al mundo macroscópico de las galaxias, las estrellas, los mundos o, nosotros mismos, no encontramos dos iguales.

El Universo, amigos, es una maravilla.

Agradeceré aquí la mayor aportación de D. Mariano Quirós de cuyo artículo en el Volumen 25, número 4 de la Revista de Física, encontré el Origen de la materia: bariogenesis, del que pude obtener la mayor parte del texto que aquí han podido leer.


Este trabajo fue publicado en este lugar el pasado 24 de marzo

emilio silvera

Sí, todo cambia pero…, algunos pensamientos perduran

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Los Pensamientos    ~    Comentarios Comments (0)

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No es porder recordar,

sino todo lo contrario,

la condición necesaria

para nuestra existencia en paz.

Si el recuerdo es de la amada que se fue,

tendremos el dolor,

Si el recuerdo nos trae momentos amargos,

tendremos dolor.

Pero, si podemos olvidar, retomaremos una vida en paz.

Sin embargo, y, a pesar de todo, yo prefiero el dolor que me trae

ese recuerdo feliz, de otra manera, ¿qué vida sería la mía? No sería mi vida.

¡La Vida! amigos míos, no se nos ha regalado,

la vida la tenemos que pagar…¡De tántas maneras!

 

Siempre será de la misma manera. Apesar de nuestras similitudes, ninguno de nosotros seremos nunca exactamente igual a otro. Con los mundos pasa otro tanto de lo mismo, serán casí iguales, coincidiran en muchos de sus parámetros pero, siempre tendrán detalles grandes o pequeños que los diferenciaran a los unos de los otros. Creo que, lo único que podemos decir que son iguales, está situado en el mundo microscópico de las partículas: dos protones son exactos al igual que dos electrones o dos Quarks dowm. Ni las Nebulosas ni las Galaxias son nunca de la misma manera aunque ambas, puedan contener los mismos elementos.

El cambio es un desafío. Vivimos en el perído de mayor velocidad del movimiento de la historia humana. El mundo que nos rodea está impulsado por fuerzas que hace nuestras vidas cada vez más sensibles a cambios pequeños y respuestas repentinas. El desarrollo de Internet y los tentáculos de la Red Mundial nops ponen inmediatamente en contacto con ordenadores y con sus propietarios en cualquier parte del mundo. Los riesgos del progreso industrial desenfrenado han provocado daños ecológicos y cambios medioambientales de los que no tenemos idea de qué repercución futura tendrá en el devenir del planeta y, de nosotros mismos. Todo está sucediendo a una velocidad que, a veces, parece que se nos puede escapar de entre los dedos de la mano, sin que nada podamos hacer por frenar tal desvarío.

                          Los ecosistemas no permanecen si no se cuidan

Todo parece diferente. Hasta los niños parecen crecer antes y, son más listos a edades más tempranas, ¿dónde quedó aquella candidez de los niños? Ellos, ahora no te hacen preguntas, te corrigen. Los políticos, para ir a la velocidad de los tiempos, cambian de signo y de alñineaciones políticoas que hoy es una y mañana otra dependiente de sus intereses particulas (nunca de los generales que, en realidad, les importa un pito). Incluso los seres humanos y la información que lelvan incorporada se enfrentan a la intervención editorial que supone la ambiciosa cirugía de sustitución o la reprogramación de paerte de nuestro código genético. Muchas formas de progreso se están acelrando y cada vez más fragmentos de nuestra experiencia se han entrelazado con el afan de explorar todo lo que sea posible.

(c) Jose B. Ruiz

En el mundo de la exploración científica, reconocer el impacto de cambio no es tan nuievo. Hacia finales del s. XIX se habia llegado a saber que hubo un tiempo en que la Tierra y nuestro Sistema Solar no existían; que la especie humana debía haber cambiado en apariencia y en el promedio de su capacidad mental a lo larfgo de enormes períodos de tiempo; y que, en cierto sentido, amplio y general, el Universo debería estar degradándose, haciéndose un lugar menos hospitalario y ordenado. Durante el s. XX hemos revestido de carne esta imagen esquelética de un Universo cambiante.

El clima y la tiopografía de nuestro planeta varían continuamente, como las especies que viven en él. Y lo más espectacular, hemos descubierto que todo el Universo de estrellas y galaxias está en un estado de cambio dinámico, en el que grandes cúmulos de galaxias se alejan unos de otros hacia un futuro que será diferente del presente.

 

Las galaxias se alejan unas de otras con una tasa constante, también tienen pequeñas velocidades adicionales llamadas “velocidades peculiares” que les permite a las galaxias direccionarse lateralmente a la expansión principal. En los llamados grupos locales, en los que las galaxias están más juntas, la Gravedad les impide expandirse y, al contrario de lo que ocurre para lo general, aquí se produce en contrario, rtoda vez que cada vez están más cerca por la fuerza de atracción que tiende a juntarlas.

Hemos empezado a darnos cuenta de que vivimos en un teimpo prestado. Los sucesos astronómicos catastróficos son comunes; los mundos colisionan, legiones de asteroides cercan las inmediaciones de nuestro planeta, así han sido descubiertos por la NASA. Tenemos las huellas del pasado en el que, la Tierra, recibió muchas visitas exteriores en las que, no siempre salieron bien paradas las especies que en aquel momento estaban presente. Un día de estos, nuestra suerte cambiará, se acabará;el escudo que tan fortuitamente nos proporciona el enorme planeta Júpiter, que guarda los confines exteriores del Sistema Solar, no será suficiente para salvarnos.

 

Al final, incluso nuestro Sol morirá. Nuestra Vía Láctea será engullida por un enorme agujero negro central que, en SagitarioA, cada día se hace mayor. La vida, tal como la conocemos terminará. Los supervivientes tendrán que haber cambiado su forma, sus hogares y su Naturaleza en tal medida que nos costaría llamar “vida” según nuestros criterios actuales, a su existencia prolongada. Todo cambia, nada permanece y, nosotros, si queremos seguir viviendo, debemos adaptarnos a lo que vendrá y, como todo, debemos cambias. ¿Y, nuestros recuerdos?

Hemos reconocido los secretos simples del Caos y de la Impredecibilidad que asedian tantas partes del mundo que nos rodea. Entendemos que nuestro clima es cambiante pero no podemos predecir los cambios. Hemos apreciado las similitudes entre complejidades como ésta y las que emergen de los sistmas de interacción humana -Sociedades, economías, ecosistemas- y, también algo hemos podido aprender del interior de la propia mente humana.

      Lo cierto es que todo cambia y nada permanece y hasta algunos recuerdos se esfuman en nuestras mentes pero, hay algunos… ¡Imperecederos!

Todas estas sorprendes complejidades tratan de convencernos de que el mundo, es como una montaña rusa desbocada, rodando y dando bandazos; que todo lo que una vez se ha tenido por cierto podría ser derrotado algún día. Algunos incluso ven semejante perspectiva como una razón para sospechar de la Ciencia, como si produjera unos efectos corrosivos sobre los fundamentos de la Naturaleza humana y de la certeza, como si la construcción del Universo físico y el vasto esquema de las Leyes  debiera haberse establecido pensando en nuestra fragilidad psicológica.

Pero hay un sentido en el que todo este cambio e impredecibilidad es una ilusión. No constituye toda la historia sobre la Naturaleza del Universo. Hay tanto un lado conservador como un lado progresista en la estructura profunda de la realidad. A pesar del cambio incesante y la dinámica del mundo visible, existen aspectos de la fábrica del Universo misteriosos en su inquebrantable constancia, Son esas misteriosas cosas invariables que hacen de nuestro universo el que es y se distingue de los otros que pudiéramos imaginar.

Hay un hilo dorado que teje una continuidad a través del tiempo que siempre acompaña a la Naturaleza en su devenir. Todo eso, nos lleva a esperar que ciertas cosas sean iguales en otros lugares del espacio además de la Tierra, necesitamos tener, al menos, alguna esperanza y, esa igualdad, nos trae la tranquilidad de que, también allí, en auqellos remotos lugares de los confines del Cosmos, tenemos hermanos con los que, algún día podremos estar. Así, las cosas serán las mismas en todas partes y, en todas partes y en otros tiempos, también pudieron pasar las cosas que aquí pasaron; que para algunos casos, ni la historia ni la geografía importan. De hecho, quizásin un substrato semenjante de realidades invariables no podrían haber corrientes superficiales de cambio ni ninguna complejidad de mente y materia.

Nuestras Mentes, lo mismo quer toda la Materia del Universo, están estrechamente conectadas con la memoria del “mundo” en el que están inmersos y del que, irremediablemente forman parte. El que cada una de ellas, Mente y Materia, estén en determinados momentos ocupando un estado diferente, no desvirtúa que, de cualquier manera, siguen siendo la misma cosa: Quarks y Leptones que, derivan en pensamientos cuando alcanzan su más alto estadio evolutivo.

¿Y, nuestros recuerdos? Bueno, a pesar de que me puedan causar dolor…¡Yo los quiero! Son parte de mi historia, parte de mí.

emilio silvera

El Universo Asombroso

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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¿Antimateria? Precisamente en el CERN, en un depósito de Ginebra se guarda una diminuta y terrible masa -si es que se pueden llamar así a estas partículas- cuya fuerza explosiva es cien veces más potente que la del uranio o la del plutonio. Se utiliza para realizar experimentos que aclaren el misterio del origen del Universo, entro otros muchos, y se llama Antimateria. Nuestra imaginación no descansa y, algunas veces consigue cosas que… ¡son difíciles de hallar en plena Naturaleza!

Si alguna vez visitas un mundo de antimateria… ¡No saludes a nadie!

Todos sabemos que un protón, cuando se encuentra con un antiprotón (materia con antimateria) ambos se destruyen. Así, en el Universo primitivo, ambas clases de materia estuvieron un tiempo eliminándose la una a la otra y, por una razón que aún no es bien comprendida, la materia era más abundante que la antimateria, así que, lo que ahora vemos es todo materia. Bueno, al menos así se cree que pasó, lo que no impide que exista en el Universo antimateria que, aunque se ha buscado, nunca se encontró fuera de los Laboratorios.

Sobre esta disparidad inicial se ha experimentado mucho, y, en uno de estos experimentos se ha demostrado una pequeña – pero significativa – diferencia de un 1 por ciento entre la cantidad de materia y antimateriaproducida, lo cual podría apuntar a cómo llegó a producirse nuestra existencia dominada por la materia.

La teoría actual, conocida como Modelo Estándarde la física de partículas, ha predicho alguna violación de la simetría de materia-antimateria, pero no lo suficiente para explicar cómo surgió nuestro universo, que consta mayormente de materia y apenas unas trazas de antimateria.

Perro, como antes he dicho, ha sido en el Laboratorio donde se ha conseguido aislar y no es la primera vez que el CERN nos sorprende creando átomos de antimateria. Ya en 1995 se produjeron artificialmente los primeros nueve átomos de antihidrógeno. Pero ahora el experimento ALPHA del CERN ha dado un paso adelante, produciendo y mateneniendo con más tiempo átomos de antimateria, como apareció publicado en un artículo en Nature.

Sigamos. Una vez destruidos todos los pares materia antimateria, quedó el sobrante de partículas positivas que es la materia de nuestro universo, La Bariónica que emite radiación electromagnética y está formada por Quarks y Leptones. La otra, esa que llamamos oscura, la dejaremos reposando allí donde se pueda encontrar (si se encuentra en alguna parte), toda vez que, de ella, no podemos decir mucho con cierta propiedad.

De esa manera se formaron, con esas partículas positivas y los electrones (hadrones -formados por Quarks- y leptones), se originaron grandes conglomerados de gas y polvo que giraban lentamente, fragmentándose en vórtices turbulentos que se condensaban finalmente en estrellas y mundos de donde, después de miles de millones de años… ¡hasta puede surgir la vida!

Estos conglomerados de gas y polvo podían tener extensiones de años luz de diámetro y, en algunas regiones donde la formación de estrellas fue muy activa, casi todo el polvo y el gas fue a parar a una estrella u otra. Poco o nada fue lo que quedo en los espacios intermedios. Esto es cierto para los cúmulos globulares, las galaxias elípticas y el núcleo central de las galaxias espirales.

La galaxia

Dicho proceso fue mucho más eficaz en las afueras de las galaxias espirales. Las estrellas se formaron en mayor número y, sus brazos, aparecen cuajados de azuladas y nuevas estrellas masivas que, con su radiante luminosidad ultravioleta, inundan grandes regiones que ionizan al gas y polvo que las circundan.

Archivo:Espiral de la Vía Láctea.svg

Mapa esquemático de la Vía Láctea. El brazo de Orión aparece señalado en marrón y el punto amarillo señala la posición del Sistema Solar. Nosotros, los habitantes del planeta Tierra, nos encontramos en los brazos espirales de nuestra galaxia, estamos situados en la periferia a unos 30.000 años luz del centro galáctico y vemos las manchas oscuras que proyectan las nubes de polvo contra el resplandor de la Vía Láctea. El centro de nuestra propia galaxia queda oscurecido por tales nubes.

Estas nubes enormes de polvo cósmico es el material primario del que hacen las estrellas. Este material del que está formado el universo consiste en su mayor parte, como se ha dicho anteriormente, de hidrógeno y helio.  Los átomos de helio no tienen ninguna tendencia a juntarse unos con otros.  Los de hidrógeno sí, pero sólo en parejas, formando moléculas de hidrógeno (H2). Quiere decirse que la mayor parte del material que flota entre las estrellas consiste en pequeños átomos de helio o en pequeños átomos y moléculas de hidrógeno. Todo ello constituye el gas interestelar, que forma la mayor parte de la materia que circula en el universo entre las estrellas.

No pocas veces, los astrómomos han podido comprobar como en estas inmensas nubes surgen nuevas estrellas y mundos que forman sistemas solares nuevos. En esta tentadora imagen de arriba vemos nubes de polvo cósmico y las estrellas recién nacidas envueltas en ellas, brillando en longitudes de onda infrarrojas.  Estamos en una de las regiones de formación estelar más cercanas.

El polvo interestelar o polvo cósmico, que se halla presente en cantidades mucho más pequeñas, se compone de partículas diminutas, pero mucho más grandes que átomos o moléculas, y por tanto deben contener átomos que no son ni de hidrógeno ni de helio, son átomos de materiales más complejos.

El tipo de átomo más común en el universo, después del hidrógeno y el helio, es el de oxígeno. El oxígeno puede combinarse con hidrógeno para formar grupos oxidrilo (HO) y moléculas de agua (H2O), que tienen una marcada tendencia a unirse a otros grupos y moléculas del mismo tipo que encuentren en el camino, de forma que poco a poco se van constituyendo pequeñísimas partículas compuestas por millones y millones de tales moléculas. Los grupos oxidrilo y las moléculas de agua pueden llegar a constituir una parte importante del polvo cósmico.

http://www.eso.org/public/archives/images/screen/eso1123a.jpg

La colorida región de formación de estrellas Rho Ophiuchi, a unos 400 años luz de la Tierra, contiene nubes de gas y polvo cósmicos muy frías (alrededor de -250 grados Celsius) y densas, donde nuevas estrellas están naciendo (Foto: Especial ESO/S. Guisard ). Un equipo internacional de astrónomos detectó por primera vez moléculas de peróxido de hidrógeno, comúnmente conocido como agua oxigenada, en el espacio interestelar. El descubrimiento ofrece pistas sobre el enlace químico entre dos moléculas esenciales para la vida: el agua y el oxígeno, reportó en un comunicado el Observatorio Europeo Austral (ESO).

En 1.965 se detectó por primera vez grupos oxidrilo en el espacio  y se comenzó a estudiar su distribución. Desde entonces se ha informado también de la existencia de moléculas más complejas que contienen átomos de carbono, así como de hidrógeno y oxígeno. El polvo cósmico contiene también agrupaciones atómicas formadas por átomos menos comunes y más complejos que los ya mencionados. Los materiales más pesados y complejos se fabrican en los hornos termonucleares, los núcleos de las estrellas, y cuando al final de su existencia como tales estrellas explotan en súper novas, estos materiales son lanzados al espacio a velocidades increíbles y siembra el vacío estelar de materiales complejos que más tarde sirven de material para formar nuevas estrellas de II generación.

En el espacio estelar se han detectado también átomos de calcio, sodio, potasio e hierro y otros muchos elementos observando la luz que esos átomos absorben. Hoy tenemos magnificos instrumentos de fabricación muy sofisticada con alta tecnología que utilizan los últimos adelantos en física e ingenieria, inclñuso la robótica nos ayuda a desvelar los misterios del Universo y lo que en él se contiene.

Cada día son menos las cosas presentes en el Universo que se nos escapan, y,  nos inventamos sofisticados instrumentos e ingenios que nos llevan lejos, muy lejos de la Tierra para poder “ver” lo que allí, en esas regiones perdidas del espacio se pueda encontrar para poder saber, lo que el Universo es. Sin embargo, nos queda una larga lista de cosas que aún ni sospechamos que puedan existir.

Ragbir Bhathal, un astrofísico de la Universidad de Western Sydney, detectó en Diciembre de 2008 una señal láser proveniente del espacio exterior. Bhathal trabaja en las instalaciones australianas de SETI (SEarch for Extraterrestrial Intelligence), la organización que realiza una búsqueda de inteligencia extraterrestre mediante radiotelescopios. Parece que la cautela es una de las mayores virtudes de este científico, ya que en lugar de salir corriendo para informar del hecho a la prensa prefirió pasar casi cinco meses investigando si no había alguna clase de error en los instrumentos, si no se trataba de algún fenómeno físico corriente o era simplemente “ruido aleatorio” procedente del espacio.

Una vez descartadas todas las fuentes conocidas posibles, Ragbir Bhathal ha dado a conocer su hallazgo. “La NASA utiliza láseres para comunicarse en el espacio, así que no es tan descabellado imaginar que una civilización extraterrestre podría usarlos también”, dice. Enviar una señal láser hacia una región en particular del espacio es tan sencillo que casi podríamos hacerlo hoy en día, agrega Paul Horowitz, profesor de física en la Universidad de Harvard. Por ejemplo, el láser NOVA del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (California), utilizado en experimentos de fisión nuclear, es capaz de producir más de mil millones de vatios de luz láser durante una pequeñísima fracción de segundo. Si reflejásemos ese haz en un espejo de 10 metros como el existente en el telescopio Keck de Hawai, podríamos emitir una luz 5.000 veces más brillante que el Sol hacia donde quisiéramos.

Es muy pronto aún para atribuir esta luz láser a una civilización extraterrestre. Pero SETI está trabajando en ello.

Dentro de nuestro sistema solar hay un material parecido al que más arriba mencionamos, aportado quizás por los cometas. Es posible que fuera de los límites visibles del sistema solar exista una conglomeración grande de cometas, y que algunos de ellos se precipiten hacia el Sol (atraídos por la gravedad). Los cometas son formaciones de fragmentos sólidos de metal y roca, unidos por una mezcla de hielo, metano y amoníaco congelados y otros materiales parecidos. Cada vez que un cometa se aproxima al Sol, se evapora parte de su materia, liberando diminutas partículas sólidas que se esparcen por el espacio en forma de larga cola. En última instancia, el cometa se desintegra por completo.

A lo largo de la historia del sistema solar se han desintegrado innumerables cometas y han llenado de polvo el espacio interior del sistema solar.  La Tierra recoge cada día miles de millones de partículas de polvo (“micrometeoroides”). Los científicos espaciales se interesan por ellas por diversas razones; una de ellas es que los micrometeoroides de mayor tamaño podrían suponer un peligro para los futuros astronautas y colonizadores de la Luna.

Muchas e insospechadas posibilidades de investigación científica se abrirían si el detector de ondas gravitatorias GEO600 es sensible a la naturaleza cuántica del espacio y el tiempo. La única manera de confirmarlo sería realizando experimentos controlados cuyos resultados puedan ser atribuidos solamente al “ruido holográfico”. Un experimento como ese podría ser el primer paso hacia una nueva era en la física fundamental.
GEO600
Visión aérea del GEO600. (Foto: GEO600)
Geo 600 es un detector de ondas gravitacionales, también llamadas señales púlsar, que reside en las cercanías de Hanóver, en Alemania (N 52.24°, E 9.81°). Este instrumento junto con los detectores interferómetricos, son los detectores de ondas gravitacionales más sensibles jamás construidos. Están diseñados para detectar ondulaciones muy pequeñas en la estructura del espacio-tiempo causadas por fenómenos astrofísicos, del orden de 10-21 del tamaño de un átomo en comparación con la distancia entre el Sol y la Tierra. GEO 600 puede detectar ondas gravitatorias en un rango de frecuencia de 50 Hz a 1.5 kHz.1 La construcción de este proyecto comenzó en 1995

A diferencia de otros grandes interferómetros láser, el GEO600 reacciona de manera particularmente sensible a cierta clase de efectos, lo cual hasta ahora era visto como un inconveniente, pues constituía un obstáculo para muchas de las observaciones habituales, obligando a realizar ajustes de las lecturas.

El “ruido holográfico”, sin embargo, produce exactamente esa clase de efectos, por lo que, en este caso, la desventaja se convierte en una ventaja.

Hogan y los científicos del GEO600 están analizando si una señal específica del “ruido” en los datos grabados por el detector puede ser rastreada hasta alcanzar la granulosidad del espacio-tiempo. Los resultados teóricos relativos a la entropía de los agujeros negros llevan a concluir que el universo podría ser un inmenso holograma. Del estudio de las propiedades de los agujeros negros se han deducido los límites absolutos que acotan la información que cabe en una región del espacio. Teniendo en cuenta que esos límites dependen de la materia y energía contenida en ese espacio es asombroso que se pueda deducir un límite sin conocer ni siquiera , con absoluta certeza, el último componente de la materia ( se cree que los quarks y los electrones son excitaciones de supercuerdas que deben ser los entes fundamentales, pero no se descartan niveles más bajos).

La clave está en la entropía, en 1877 , Ludwing Boltzmann la caracterizó como el número de estados microscópicos distintos ( N) en los que pueden hallarse las partículas que componen un trozo de materia de forma que siga pareciendo el mismo trozo desde un punto de vista macroscópico. Un holograma es un objeto bidimensional que codifica toda la información que describe la imagen tridimensional. Nuestro Universo tridimensional podría estar codificado en una superficie que lo contiene, como una especie de inmenso holograma.

Todas estas noticias que nos llegan en aluvión desde los distintos Centros Especializados, hacen que, nos sumerjamos en los misterios y maravillas que encierra el universo, no puedo dejar de sorprenderme por sus complejas y bellas formaciones, la inmensidad, la diversidad, las fuerzas que están presentes, los objetos que lo pueblan, las transformaciones que continuamente cambian las cosas que evolucionan llevadas de la mano del tiempo.

Pensemos por ejemplo que un átomo tiene aproximadamente 10-8 centímetros de diámetros. En los sólidos y líquidos ordinarios los átomos están muy juntos, casi en contacto mutuo. La densidad de los sólidos y líquidos ordinarios depende por tanto del tamaño exacto de los átomos, del grado de empaquetamiento y del peso de los distintos átomos.

De los sólidos ordinarios, el menos denso es el hidrógeno solidificado, con una densidad de 0’076 gramos por cm3. El más denso es un metal raro, el osmio, con una densidad de 22’48 gramos/cm3.

Si los átomos fuesen bolas macizas e incompresibles, el osmio sería el material más denso posible, y un centímetro cúbico de materia jamás podría pesar ni un kilogramo, y mucho menos toneladas.

Pero los átomos no son macizos. El físico neozelandés experimentador por excelencia, Ernest Rutherford, demostró en 1.909 que los átomos eran en su mayor parte espacio vacío. La corteza exterior de los átomos contiene sólo electrones ligerísimos, mientras que el 99’9% de la masa del átomo está concentrada en una estructura diminuta situada en el centro: el núcleo atómico.

El núcleo atómico tiene un diámetro de unos 10-15 cm (aproximadamente 1/100.000 del propio átomo). Si los átomos de una esfera de materia se pudieran estrujar hasta el punto de desplazar todos los electrones y dejar a los núcleos atómicos en contacto mutuo, el diámetro de la esfera disminuiría hasta un nivel de 1/100.000 de su tamaño original.

SN 1987a

              En los sólidos y líquidos ordinarios los átomos están muy juntos

El calor y la presión que reinan en el centro de las estrellas rompen la estructura atómica y permiten que los núcleos atómicos empiecen a empaquetarse unos junto a otros. Las densidades en el centro del Sol son mucho más altas que la del osmio, pero como los núcleos atómicos se mueven de un lado a otros sin impedimento alguno, el material sigue siendo un gas.  Hay estrellas que se componen casi por entero de tales átomos destrozados.  La compañera de la estrella Sirio es una “enana blanca” no mayor que el planeta Urano, y sin embargo tiene una masa parecida a la del Sol.

Las colisiones entre estrellas de Neutrones podrían ser la fuente de los metales más pesados del Universo. Lejos quedan ya aquellos tiempos en los que… Transformar el Plomo en Oro…durante siglos esta idea fue perseguida sin descanso por aquellos llamados alquimistas, que creían posible transmutar la materia para lograr producir el más valiosos de los metales a partir de otros “inferiores” mediante lo que se llamaba una piedra filosofal, una substancia que en contacto con ellos provocaría la transformación. Un sueño imposible en atrapó no solo a estos primeros químicos, sino también a nobles y reyes, que financiaron estos experimentos atraidos por su codicía. Una busqueda inutil, que solo dejó atrás fracasos absolutos y grandes engaños… Sin embargo, hemos podido llegar a conocer que, no estaban equivocado en el hecho en sí, la equivocación radicaba en que no tenían el conocimiento para saber que, aquellas transmutaciones se podían lograr sólo en la Naturaleza.

Los núcleos atómicos se componen de protones y neutrones. Ya hemos dicho antes que todos los protones tienen carga eléctrica positiva y se repelen entre sí, de modo que en un lugar dado no se pueden reunir más de un centenar de ellos. Los neutrones, por el contrario, no tienen carga eléctrica y en condiciones adecuadas pueden estar juntos y empaquetados un enorme número de ellos para formar una “estrella de neutrones”. Los púlsares, según se cree, son estrellas de neutrones en rápida rotación.

Estas estrellas se forman cuando las estrellas de 2 – 3 masas solares, agotado el combustible nuclear, no pueden continuar fusionando el hidrógeno en helio, el helio en oxígeno, el oxigeno en carbono, etc, y explotan en supernovas. Las capas exteriores se volatilizan y son expulsados al espacio; el resto de la estrella (su mayor parte), al quedar a merced de la fuerza gravitatoria, es literalmente aplastada bajo su propio peso hasta tal punto que los electrones se funden con los protones y se forman neutrones que se comprimen de manera increíble hasta que se degeneran y emiten una fuerza que contrarresta la gravedad, quedándose estabilizada como estrella de neutrones.

           El Sol que hace posible la vida en la Tierra gracias a su luz y su calor

Aquí hemos explicado muchas veces que, la radiación del Sol proviene de la fusión del hidrógeno en helio. Para producir la radiación vertida por el sol se necesita una cantidad ingente de fusión: cada segundo tienen que fusionarse 4.654.600. toneladas de hidrógeno en 4.650.000. toneladas de helio  (las 4.600toneladas restantes se convierten en energía de radiación y las pierde el Sol para siempre. La ínfima porción de esta energía que incide sobre la Tierra basta para mantener toda la vida en nuestro planeta).

          El Sol nos trae el nuevo día, la esperanza y la incertidumbre del ¿qué será?

Nadie diría que con este consumo tan alto de hidrógeno por segundo, el Sol pudiera durar mucho tiempo, pero es que ese cálculo no tiene encuenta el enorme tamaño del Sol. Su masa totaliza 2.200.000.000.000.000. 000.000.000.000 (más de dos mil cuatrillones) de toneladas. Un 53% de esta masa es hidrógeno, lo cual significa que el Sol contiene en la actualidad una cantidad de 1.166.000.000.000.000.000.0000.0000.000 toneladas.

Para completar datos diré que el resto de la masa del Sol es casi todo helio. Menos del 0’1 por 100 de su masa está constituido por átomos más complicados que el helio. El helio es más compacto que el hidrógeno. En condiciones idénticas, un número dado de átomos de helio tiene una masa cuatro veces mayor el mismo número de átomos de hidrógeno. O dicho de otra manera: una masa dada de helio ocupa menos espacio que la misma masa de hidrógeno. En función del volumen – el espacio ocupado -, el Sol es hidrógeno en un 80 por ciento.

Si suponemos que el Sol fue en origen todo hidrógeno, que siempre ha convertido hidrógeno en helio al ritmo dicho de 4.654.600  de toneladas  por segundo y que lo seguirá haciendo hasta el final, se calcula que ha estado radiando desde hace unos 4.000 millones de años y que seguirá haciéndolo durante otros cinco mil millones de años más.

Como delicados pétalos cósmicos, esta nube de gas y polvo interestelar floreció a 1.300 años-luz de distancia, en los fecundos campos de estrellas de la constelación de Cefeo (Cepheus). Llamada a veces la Nebulosa del Lirio, NGC 7023, podría muy bien ser una estampa repetitiva del nacimioento de nuestro propio Sol. Ahí, en el centro, vemos como comienza a brillar la protoestrella que nace.

Pero las cosas no son tan simples. El Sol es una estrella de segunda (o tercera genera) generación, constituida a partir de gas y polvo cósmico desperdigado por estrellas que se habían quemado y explotado miles de millones de años atrás.  Así pues, la materia prima del Sol contenía ya mucho helio desde el principio, lo que nos lleva a pensar que el final puede estar algo más cercano.

Por otra parte, el Sol no continuará radiando exactamente al mismo ritmo que ahora. El hidrógeno y el helio no están perfectamente entremezclados. El helio está concentrado en el núcleo central y la reacción de fusión se produce en la superficie del núcleo. ¿Cómo hemos sido capaces de llegar a saber todo eso?

Cuestiones como las de un simple eclipse solar, llamaron la atención de antiguas civilizaciones en la Antigüedad que le dieron el significado al que podían llegar sus mentes menos evolucionadas que las nuestras que, ahora sí, podemos darle una explicación del por qué de ese fenómeno natural.

 

 

 

 

 

 

Un eclipse lunar es un evento astronómico que sucede cuando el planeta Tierra se interpone entre el Sol y la Luna es decir, cuando la Luna entra en la zona de sombra de la Tierra. Esto sólo puede ocurrir en la fase de Luna llena. La Tierra es un cuerpo cuyo radio ecuatorial es 100.7 veces menor que el radio del Sol, lo que provoca que éste proyecte un cono de sombra convergente y un cono de penumbra divergente, determinados por las tangentes interiores y exteriores, respectivamente, comunes al Sol y a la Tierra. La distancia promedio entre la Tierra y el Sol —denominada unidad astronómica (UA)— es de 149.600.000 km.

La Luna tiene un radio de 1736,6 km y gira alrededor de la Tierra a una distancia media de 384.403 km (60,27 radios ecuatoriales de la Tierra). La altura del cono de sombra es de 1.384.584 km (217 radios ecuatoriales) que es mayor que la distancia de la Luna a la Tierra, por lo que se producen eclipses.

Para un astronauta que estuviera situado sobre la superficie de la Luna, un eclipse penumbral sería un eclipse parcial de Sol. Análogamente, si el astronauta se encontrara dentro del cono de sombra de la Tierra no podría ver el Sol; para él se estaría produciendo un eclipse total de Sol.

La atmósfera terrestre tiene una influencia vital en los eclipses. Si la atmósfera no existiese, en cada eclipse total de Luna ésta desaparecería completamente (cosa que sabemos que no ocurre). La Luna totalmente eclipsada adquiere un color rojizo característico debido a la luz refractada por la atmósfera de la Tierra. Para medir el grado de oscurecimiento de los eclipses lunares se emplea la escala de Danjon.

La sombra tiene un tamaño de 4607 km y como el radio de la Luna es 1736,6 km resulta que el radio de la sombra es 2,65 veces el radio de la Luna por lo que dentro de la sombra caben casi 3 lunas.

Según los estudios realizados y considerando los valores extremos de los anteriores resulta que la distancia de la Luna a la Tierra variará en nuestro siglo en 50.337 km como máximo, cantidad importante que supone unos 4 minutos de arco para el diámetro angular lunar, en más o en menos, un 8% del diámetro angular medio de nuestro satélite.

Es cierto que cada día, tomamos nuevos riesgos en busca del saber e instalamos ingenios tecnológicos espaciales que nos dicen lo que ahí fuera está pasando, e, incluso, enviamos a seres humanos que, con trajes especiales (no del todo adecuados) llevan a cabo trabajos necesarios de mantenimiento, laboratorio, mediciones, etc.

 

En su sentido más general, un cosmos es un sistema ordenado o armonioso. Se origina del termino griego “κόσμος”, que significa orden u ornamentos, y es la antítesis del caos. Hoy la palabra suele utilizar como sinónimo de universo (considerando el orden que éste posee). Las palabras cosméticos y cosmetología tienen el mismo origen. El estudio del cosmos (desde cualquier punto de vista) se llama cosmología. Cuando esta palabra se usa como término absoluto, significa todo lo que existe, incluyendo lo que se ha descubierto y lo que no.

Se dice que Pitágoras fue el primer filósofo en aplicar el término cosmos al Universo, tal vez por el orden del firmamento estrellado. El cosmismo ruso es una filosofía cosmocéntrica y movimiento cultural que surgió en Rusia a principios del siglo XX. Además, cosmos significa “organización en el universo”. En teología, el término cosmos puede usarse para denotar la creación del universo, sin incluir a Dios. La Septuaginta usa tanto Kosmos y oikumene para los núcleos habitados del mundo. En la teología cristiana, la palabra también se utiliza como sinónimo de aion para referirse a la “vida mundana” o “este mundo”, contrario al más allá.

emilio silvera

Además de las propias, las fuentes son variadas pero, Asimov está presente.