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1 La NASA cree que podría encontrar vida estraterrestre

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Vida    ~    Comentarios Comments (0)

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En su momento pudimos leer en los medios noticias como la que aquí mostramos en relación a la posibilidad de encontrar vida en otros mundos. Lo cierto es que la Vida, amigos míos, está presenté en más lugares de los que ni podemos imaginar, toda vez que es algo que está escrito en los “genes” del Universo. Recordemos la notica.

Univision.com | Jul 15, 2014 | 7:16 PM

 

 


Getty Images

Expertos de la NASA e insituciones asociadas han expuesto en Washington su hoja de ruta para la búsqueda de vida en el Universo.

 

Muchos científicos creen que no estamos solos en el universo. Es probable, aseguran, que la vida pudo haberse desarrollado en al menos uno de los billones de planetas que se cree que existen tan solo en nuestra galaxia, de la manera en como la conocemos en la Tierra.
“Esta tecnología que estamos usando para estudiar los exoplanetas es real”
De esta manera, expertos de la NASA e insituciones asociadas han expuesto en Washington su hoja de ruta para la búsqueda de vida en el Universo, que implica el uso de telescopios actuales y futuros.
“En algún momento en el futuro cercano, la gente será capaz de apuntar a una estrella y decir que tiene un planeta como la Tierra”, dice Sara Seager, profesora de Física y Ciencia Planetaria en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, Massachusetts.
“Los astrónomos piensan que es muy probable que cada estrella en nuestra galaxia, la Vía Láctea, tenga al menos un planeta”. La misión de la NASA para estudiar los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas se inició con observatorios en tierra, luego se trasladó a los activos basados en el espacio, con telescopios como Hubble, Spitzer y Kepler.
Los telescopios actuales pueden ver muchas estrellas y saber si tienen uno o más planetas en órbita. Aún más, pueden determinar si los planetas están a la distancia correcta de la estrella para tener agua líquida, el ingrediente clave para la vida tal y como la conocemos.
Superficie De Marte
La hoja de ruta de la NASA continuará con el lanzamiento del Satélite de Observación del Tránsito de Exoplanetas (TESS) en 2017, el Telescopio Espacial James Webb en 2018, y tal vez la propuesta de Telescopio de Observación en Infrarrojo de Amplio Campo-Telescopio Activo Centrado en Astrofísica (WFIRST-AFTA) a principios de la próxima década.
Nuevos descubrimientos
Estos futuros telescopios encontrarán y caracterizarán una serie de nuevos exoplanetas para ampliar nuestro conocimiento de sus ambientes y diversidad, según reportó Europa Press.
“Esta tecnología que estamos usando para estudiar los exoplanetas es real”, dijo John Grunsfeld, astronauta y administrador asociado del Directorio de Misiones Científicas de la NASA en Washington.
“El Telescopio Espacial James Webb y los próximos avances se están produciendo ahora, no son sueños. Esto es lo que hacemos en la NASA”. agregó.
Desde su lanzamiento en 2009, Kepler ha cambiado drásticamente lo que sabemos sobre los exoplanetas, con 5.000 objetos potenciales de los cuales más de 1.700 han sido confirmados.
Las observaciones de Kepler han dado lugar a estimaciones de miles de millones de planetas en nuestra galaxia, y han demostrado que la mayoría de los planetas dentro de una unidad astronómica tienen menos de tres veces el diámetro de la Tierra.
Kepler también descubrió el primer planeta similar a la Tierra en tamaño orbitando en la “zona habitable” de una estrella, la región donde el agua líquida puede acumularse en la superficie.
“Lo que no sabíamos hace cinco años es que quizás el 10 a 20 por ciento de las estrellas que nos rodean tienen planetas del tamaño de la Tierra en la zona habitable”, dice Matt Mountain, director científico del telescopio Webb en el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore. “Está a nuestro alcance lograr un descubrimiento que cambiará el mundo para siempre”, aseguró.
©Univision.com

¿De qué está compuesto el cuerpo humano?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Química de la Vida    ~    Comentarios Comments (0)

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La abundancia, distribución y comportamiento de los elementos químicos en el Cosmos es uno de los tópicos clásicos de la astrofísica y la cosmoquímica. En geoquímica es también importante realizar este estudio ya que, si mirais la imagen de arriba, podéis ver el lugar en el que se han encontrado  elementos esenciales para la vida alrededor de una estrella joven. Usando el radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un grupo de astrónomos detectó moléculas de azúcar presentes en el gas que rodea a una estrella joven, similar al sol. Esta es la primera vez que se ha descubierto azúcar en el espacio alrededor de una estrella de estas características. Tal hallazgo demuestra que los elementos esenciales para la vida se encuentran en el momento y lugar adecuados para poder existir en los planetas que se forman alrededor de la estrella.

- Una de las principales finalidades de la Geoquímica es establecer las leyes que rigen el comportamiento, distribución, proporciones relativas y relaciones entre los distintos elementos químicos.

- Los datos de abundancias de elementos e isótopos en los distintos tipos de estrellas nos han servido para establecer hipótesis del origen de los elementos.

- Los datos de composición del Sol y las estrellas nos permiten establecer hipótesis sobre el origen y evolución de las estrellas. Cualquier hipótesis que explique el origen del Sistema Solar debe explicar también el origen de la Tierra, como planeta de dicho Sistema Solar.

- Las distintas capas de la Tierra presentan abundancias diferentes de elementos. El conocer la abundancia cósmica nos permite tener un punto de referencia común. Así, sabiendo cuales son las concentraciones normales de los elementos en el cosmos las diferencias con las abundancia en la Tierra nos pueden proporcionar hipótesis de los procesos geoquímicos que actuaron sobre la Tierra originando migraciones y acumulaciones de los distintos elementos, que modificaron sus proporciones y abundancias respecto al Cosmos.

Gran Nebulosa de Orión

          Lugares como la Gran Nebulosa de Orión son los Laboratorios del Espacio, allí están presenten una ingente cantidad de elementos

FUENTES DE DATOS DE ABUNDANCIAS COSMICAS DE LOS ELEMENTOS. Estos datos deben obtenerse a partir del estudio de la materia cósmica. La materia cósmica comprende: Gas interestelar, de muy baja densidad (10-24 g/cm3) y Nébulas gaseosas o nubes de gas interestelar y polvo.

Las nébulas gaseosas se producen cuando una porción del medio interestelar está sujeta a radiación por una estrella brillante y muy caliente, hasta tal punto se ioniza que se vuelve fluorescente y emite un espectro de línea brillante (que se estudian por métodos espectroscopios). Por ejemplo las nébulas de “Orión”. Las ventajas de estas nébulas difusas para el estudio de las abundancias son:

[Espada+de+Orion.jpg]

‑ Su uniformidad de composición,  el que todas sus partes sean accesibles a la observación, al contrario de lo que ocurre en las estrellas. También tiene desventajas: Solo se observan las líneas de los elementos más abundantes y  cada elemento se observa solo en uno o pocos estadios de ionización aunque puede existir en muchos. La mayoría de las nébulas exhiben una estructura filamentosa o estratiforme. A partir del medio interestelar (gas interestelar y nébulas gaseosas) se están formando continuamente nuevas estrellas.

En las estrellas podemos encontrar muchas respuestas de cómo se forman los elementos que conocemos. Primero fue en el hipotético big bang donde se formaron los elementos más simples: Hidrógeno, Helio y Litio. Pasados muchos millones de años se formaron las primeras estrellas y, en ellas, se formaron elementos más complejos como el Carbono, Nitrógeno y Oxígeno. Los elementos más pesados se tuvieron que formar en temperaturas mucho más altas, en presencia de energías inmensas como las explosiones de las estrellas moribundas que, a medida que se van acercando a su final forman materiales como: Sodio, Magnesio, Aluminio, Silicio, Azufre, Cloro, Argón, Potasio, Titanio, Hierro, Cobalto, Niquel, Cobre, Cinc, Plomo, Torio…Uranio. La evolución cósmica de los elementos supone la formación de núcleos  simples en el big bang y la posterior fusión de estos núcleos ligeros para formar núcleos más pesados y complejos en el interior de las estrellas y en la transición de fase de las explosiones supernovas.

En la primera parte del trabajo hemos querido dejar claro de dónde salen los elementos químicos que podemos ver presentes en todos los cuerpos repartidos de una u otra manera, y, está claro que son las estrellas las responsables de tal maravilla. Sin embargo, no hemos dedicado ningún trabajo para saber de qué elementos está compuesto nuestro organismo. Así mque, aunque de manera breve, aquí dejaremos una reseña.

Según hemos podido llegar a saber son unos 60 elementos químicos los que conforman nuestro organismo y no de todos ellos se conocen sus funciones en nuestro cuerpo. Lo cierto es que son una docena los que están en nosotros con mayor presencia, es decir, los elementos químicos que prevalecen en nuestro organismo humano y que ejercen importantes funciones para que la vida sea posible.

Extrapolando y guardando las distancias… Lo cierto es que, nuestros cuerpos parecen, en contenidos, como si de Nebulosas se tratara, toda vez que la maraña de elementos químicos que llevamos con nosotros son como un muestrario de los objetos del cielo. Como hemos dicho aquí muchas veces, al fín y al cabo, también nosotros somos Naturaleza y, siendo así (que lo es), estamos hecho del mismo material del que están hechas las estrellas y, de ellas vinieron esos materiales al planeta en una nebulosa para que, durante miles de millones de años más tarde, pudiera aparecer aquella primera célula replicante precursora de la vida.

Los principales elementos que componen el cuerpo humano, en realidad son escasos, es decir, sólo 4 elementos químicos llevan el peso de todo el proceso fisiológico que está en nosotros: Oxígeno, Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno. En realidad, el mayor porcentaje está en forma de agua, toda vez que, como el planeta que nos acoge, también nuestros cuerpos están compuestos en su mayor parte por ese preciado elemento: ¡El Agua!

Los 12 elementos más importantes que conforman nuestro organismos son:

- Oxígeno (65%)  Todos sabemos cuán importante es el agua para la vida y el 60% del peso del cuerpo se constituye por agua. El oxígeno (O,8) ocupa el primer lugar de la lista y compone el 65% del organismo..

- Carbono (18%)  El carbono (C,6) es uno de los elementos más importantes para la vida. Mediante los enlaces carbono, que pueden formarse y romperse con una mínima cantidad de energía, se posibilita la química orgánica dinámica que se produce a nivel celular..

- Hidrógeno (10%)  El hidrógeno (H,1) es el elemento químico que más abunda en todo el universo. En nuestro organismo sucede algo muy similar y junto al oxígeno en forma de agua ocupa el tercer lugar de esta lista..

- Nitrógeno (3%)  Presente en muchísimas moléculas orgánicas, el nitrógeno (N,7) constituye el 3% del cuerpo humano. Se encuentra, por ejemplo, en los aminoácidos que forman las proteínas y en los ácidos nucleicos de nuestro ADN..

- Calcio (1.5%)  De los minerales que componen el organismo, el calcio (Ca,20) es el más abundante y es vital para nuestro desarrollo. Se encuentra prácticamente a lo largo de todo el cuerpo, en los huesos y por ejemplo en los dientes. Además, son muy importantes en la regulación de proteínas.

- Fósforo (1%)  El fósforo (P,15) también es muy importante para las estructuras óseas del cuerpo en donde abunda. No obstante, igualmente predominan en las moléculas de ATP proporcionándole energía a las células.

- Potasio (0.25%)  Aunque ocupa apenas el 0.25% de nuestro organismo, el potasio (K,19) es vital para el funcionamiento del mismo. Ayuda en la regulación de los latidos del corazón y a la señalización eléctrica de los nervios..

- Azufre (0.25%)  El azufre (S,16) es igual de esencial en la química de numerosos organismos. Se encuentra en los aminoácidos y es fundamental para darle forma a las proteínas..
- Sodio (0.15%)  Se trata de otro electrolito vital en lo que refiere a la señalización eléctrica de los nervios. El sodio (Na,11) también regula la cantidad de agua en el cuerpo, siendo un elemento igual de esencial para la vida..

- Cloro (0.15%)  El cloro (CI,17) normalmente se encuentra en el cuerpo humano a modo de ion negativo, es decir como cloruro. Se trata de un electrolito importante para mantener el equilibrio normal de líquidos en el organismo..

- Magnesio (0.05%)  Nuevamente, se encuentra en la estructura ósea y de los músculos, siendo muy importante en ambas. El magnesio (Mg,12), a su vez, es necesario en numerosas reacciones metabólicas esenciales para la vida..

- Hierro (0.006%)  Aunque el hierro (Fe,26) ocupa el último lugar de la lista, no deja de ser primordial. Es fundamental en el metabolismo de casi todos los organismos vivos. Se encuentra en la hemoglobina, es el portador de oxígeno en las células rojas de la sangre..

Abundancia de los elementos químicos en la corteza terrestre y el cuerpo humano
Otros elementos químicos que constituyen el cuerpo humano son el cobre, zinc, selenio, molibdeno, flúor, yodo, manganeso, cobalto, litio, estroncio, aluminio, silicio, plomo, vanadio y arsénico, entre otros en proporciones ínfimas. En realidad, poco se sabe sobre las funciones que muchos de estos elementos cumplen en nuestro cuerpo..

Es muy interesante saber cómo se compone nuestro organismo a nivel químico y como todo está intrínsecamente relacionado para poner en marcha esta complejísima máquina que damos en llamar cuerpo humano. Lo cierto es que, como se ha dicho muchas veces aquí son las estrellas las que nos han proporcionado todos esos elementos y han hecho posible la vida que, como aquí en el planeta Tierra, también estará presente en miles o millones de ellos repartidos por ignotos mundos situados en las perdidas galaxias del remoto espacio tiempo de nuestro vasto Universo.

Bueno, de alguna manera, el Universo se transformó en nosotros para poder comtemplarse así mismo, al menos eso pensó el sabio y, a medida que vamos sabiendo más y más de nosotros y de nuestro cuerpo… ¡Tendremos que darle la razón! Toda vez que los materiales que nos conforman son los mismos que las estrellas “fabrican” en sus hornos nucleares a temperaturas de miles de millones de grados y, cuando se enfrían todos esos materiales llegados a un mundo adecuado para ello… ¡surge la vida!
emilio silvera

Siempre queriendo saber ¡Nuestra curiosidad!

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En esto de divulgar la ciencia en los apartados de la física o la astronomía, así como el recordar sucesos e historias antiguas, me viene a la memoria aquel dicho de Edith Wharton:

“Hay dos maneras de difundir la luz: ser la vela encendida o el espejo que la refleja.”

En ese sentido, como nadie nace sabiendo, todos hemos recibido el reflejo del saber del mundo al leer los pensamientos de otros, al prestar atención a las enseñanzas escolares y académicas o universitarias y, también, no pocos conocimientos adquiridos son el fruto de la experiencia y de la vida que cada uno de nosotros hemos llevado y nos ha tocado vivir.

Las branas son entidades físicas conjeturadas por la teoría M y su vástago, cosmología de branas.  En la teoría M, se postula la existencia de p-branas y d-branas (ambos nombres provienen parasintéticamente de “membrana”). Las p-branas son objetos de dimensionalidad espacial p (por ejemplo, una cuerda es una 1-brana). En cosmología de branas,  el término “brana” se utiliza para referirse a los objetos similares al universo cuadridimensional que se mueven en un sustrato de mayor dimensión. Las d-branas son una clase particular de p-branas.

File:Brane and dark matter.svg

       Aquí estaría representada la membrana y la materia oscura“.

Según la teoría de cuerdas, las membranas existen en la undécima dimensión,   en realidad son infinitas. Se dice que cada membrana corresponde a un un universo,  por ejemplo a nuestro universo le corresponde una membrana y las otras membranas serían universos paralelos.  Según algunos físicos el universo es una membrana esférica, los bordes de las membranas forman ondulaciones  las cuales están en constante movimiento, se dice que estas membranas se mueven con “forma de olas” en esta dimensión (11ª). Esta dimensión es sumamente delgada e infinitamente larga, estas membranas están en movimiento como las olas en el mar, es decir, las membranas serían burbujas en olas de mar que al chocar inician el big bang; es decir, el big bang es un fenómeno que ocurre una y otra vez.

En el marco de la teoría de cuerdas,  la membrana(M) es un conjunto de dimensiones presente, ampliando sus límites.  Se ha llegado a explicar la causa del “Big Bang”por el choque de dos membranas, así, la explosión producida sería la causa del nacimiento y expansión del universo. La materia y la energía sólo puede transmitirse a través de las cuatro primeras dimensiones excepto la gravedad,  que puede difundirse en las once. La materia de una puede alterar el espaciotiempo de otra paralela. De hecho, fenómenos similares fueron los que indujeron la teoría.

Hiperbólico (silla de montar)

Hiperbólico (silla de montar)

Las membranas podrían estar separadas por distancias pequeñísimas unas de otras, incluso, según resultados experimentales, a millonésimas de milímetro. Gracias a este hecho se intentaría explicar por qué la gravedad parece menos fuerte de lo que en realidad es. Las formas más postuladas son la de membranas planas y paralelas entre sí y la de paraboloide hiperbólico  (silla de montar).

Si las membranas son planas y paralelas, la gravedad quedaría encajonada entre ambas, fluctuando entre una y la otra, pero siempre manteniéndose constante. Por el contrario, si las membranas adoptaran la forma de silla de montar, irían perdiendo paulatinamente energía y, por tanto, materia, hasta desaparecer sumido en la difusión por las once dimensiones.

                              El modelo Steinhardt–Turok

En este modelo cíclico basado en la cosmología de branas, rival del modelo inflacionario, dos láminas tridimensionales o 3-branas colisionan periódicamente. Según esta teoría la parte visible del universo de cuatro dimensiones representa una de esas branas, quedando la otra brana oculta a todas las fuerzas de la naturaleza excepto la gravedad. Cada ciclo consiste en que cada una de las branas dentro de un espacio-tiempo tetradimensional y separadas por una dimensión espacial muy corta y seis enrolladas chocan con cierta periodicidad creando condiciones parecidas a las del big bang del modelo inflacionario.

Según la teoría, después de millones de años, al aproximarse el final de cada ciclo la materia y la radiación se diluyen a casi cero debido a una expansión acelerada del universo alisando las dos branas pero con pequeños rizos o fluctuaciones cuánticas aún presentes que imprimirán en el próximo choque con no uniformidades que crearán grumos o cúmulos que generarán estrellas y galaxias.

         Cuando todo “termina” se dan las circunstancias necesarias para que todo comience de nuevo

Pero sigamos con las dimensiones y las consecuencias más interesantes de añadir dimensiones espaciales extra que hacen posible que cambien las constantes de la Naturaleza observadas. Si el mundo tiene realmente cuatro dimensiones espaciales, entonces las verdaderas constantes de la Naturaleza existen en cuatro dimensiones. Si nosotros nos movemos sólo en tres de esas dimensiones, veremos y sentiremos sólo “sombras” tridimensionales de las auténticas constantes tetradimensionales.

En un lugar de más dimensiones que no vemos, el espacio y el tiempo pueden ser encubiertos y podría dar lugar a que se formen galaxias en un plano de sombras que no podemos alcanzar a ver en nuestro mundo tridimensional. sería como si un universo paralelo al nuestro estuviera llevando un ritmo en el que, las cosas podrían ser iguales pero distintas.

Claro que esas sombras de las que hablo, no tienen por qué ser constantes. Si la dimensión extra aumenta en tamaño, igual que se están expandiendo nuestras tres dimensiones del Universo, entonces nuestras constantes tridimensionales decrecerán al mismo ritmo. Esto nos dice inmediatamente que si algunas dimensiones extra están cambiando, deberán hacerlo de una forma bastante lenta; de lo contrario nosotros no las hubiéramos llamado “constantes” en absoluto.

  La constante de estrucvtura fina ha sido medida de mil manera

Tomemos  una constante tradicional de la Naturaleza, como la constante de estructura finanormalmente representada por el símbolo \alpha, es la constante física fundamental  que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética.  Es una cantidad sin dimensiones, por lo que su valor numérico es independiente del sistema de unidades usado.

La expresión que la define es:

<br />
\alpha =<br />
\frac{e^2}{\hbar c \ 4 \pi \e<a href=

donde e es la carga elemental,  la  \hbar = h/(2 \pi) es la constante reducida o racionalizada de Planck, c es la velocidad de la luz  en el vacío, y  \e<a href=psilon es la permitividad del vacío. Si el tamaño de la dimensión extra del espacio es R, entonces el valor de la “constante” de estructura fina tridimensional α, variaría en proporción a 1/R2 cuando cambia R.

Imaginemos que estamos en un universo en expansión de cuatro dimensiones pero sólo podemos movernos en tres de ellas. Las fuerzas de la electricidad y el magnetismo pueden “ver” las cuatro dimensiones y encontraremos que nuestra parte tridimensional de ellas se debilitará cuando la cuarta dimensión se haga mayor.

Sabemos que si la constante de estructura fina tridimensional está cambiando no puede hacerlo en ninguna parte tan rápido como se expande el Universo. Esto nos dice que cualquier cuarta dimensión debe ser muy diferentes de las otras. La idea de Klein consistía en que es a la vez muy pequeña y estática y que está confinada en el límite de Planck. Alguna fuerza extra atrapa las dimensiones extra y las mantiene pequeñas. Si no cambian de tamaño de forma significativa no tenemos por qué ver ninguna de nuestras constantes cambiando.

Un escenario posible imagina que el Universo empieza con todas sus dimensiones espaciales comportándose de una manera democrática, pero luego, algunas de las dimensiones quedan atrapadas y permanecen compactadas de manera tal que son infinitesimales, están el el límite de Planck y permanecen, como digo, estáticas y muy pequeñas desde entonces en ese lugar invisible al que no podemos llegar y que se denota con:

L= (Gh/c3) ½ = 4’13 × 10-33 centímetros

Las otras tres dimensiones que sí consiguieron expandirse, son las que vemos y en las que vivímos, las que forman y hacen de nuestro universo el que podemos observar hoy, en el que se han conformado las galaxias y los mundos que, en alguna ocasión, han podido surgir criaturas que, como ha pasado aquí en la Tierra, hablen de estas cuestiones complejas que no llegan a entender… del todo.

Como no dejamos de pretender alcanzar lo “inalcanzable”, allá por el año 1982, los teóricos de cuerdas sugirieron por primera vez una respuesta a un viejo problema: cómo casar la teoría cuántica con la teoría de la gravedad de Einstein. Todos los intentos previos habían fracasado miserablemente. Predecían invariablemente que alguna cantidad medida debería ser infinita. Estos “infinitos” plagaban todas las teorías con sólo tres dimensiones de espacio y una de tiempo. Sin embargo, en 1984 Michael Green y John Wchwarz demostraron que este problema podía subsanarse combinando dos ideas radicales.

Einstein, desde donde se pueda encontrar, estará sonriendo al comprobar con satisfacción que sus ecuaciones de campo de la relatividad general, sin que nadie las llame y como por arte de magia, surgen de la Teoría M de cuerdas en la que subyacen sus ideas. Y, al contemplar, no sin cierto grado de asombro cómo se pueden unir las dos teorías (la suya y la de Planck, la de lo muy grande y lo muy pequeño), los que le siguieron habían conseguido lo que él mismo persiguió, sin conseguirlo durante más de treinta años.

Green y Wchwarz sugerían que, si se abandona la idea de que las entidades más básicas son puntuales (se referían a las partículas subatómicas), con tamaño cero, y se permite que haya más de tres dimensiones espaciales, entonces los infinitos desaparecen milagrosamente, cancelándose. Como sucede con la anterior teoría de Kaluza-Klein. Es apasionante y misterioso el hecho de que, en esa escala tan pequeña de 10-33 cm, la longitud fundamental de Planck, se puedan encontrar “escondidas” las dimensiones que nos permiten unificar las dos teorías más importantes de nuestro tiempo.

                                 ¿Habrá un Universo en la sombra que no podemos ver?

Claro que, tendremos que poner los pies en el suelo y centrarnos en lo que “sabemos” y “vemos”: Neutrinos, fotonesquarksleptoneshadronesbariones y mesones, todos, en definitiva son lo mismo, distintos estados de la materia que conforman unos y otros en determinadas ocasiones, y, en cada momento, ocupan el lugar que les destina en Universo adoptando la forma que en ese preciso instante les corresponde. Claro que, todos estos, son objetos de nuestro Universo luminoso, el otro, el Universo en la Sombra, ni sabemos si puede estar realmente ahí.

Durante mucho tiempo, los físicos han sabido 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 partícula 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 reserva del Tiempo (pasar la partícula al revés).

Claro que, todo lo anteriormente expuesto son sólo sugerencias del momento y que duran y tienen vigencia durante un tiempo impredecible, ya que, el tiempo sigue su marcha, el universo continúa expandiéndose y, nuestras mentes evolucionan para poder “ver” otras teorías y otros horizontes nuevos y más avanzados, complejos y profundos que nos acercan a la verdadera naturaleza del Universo que no comprendemos…, lo suficiente.

emilio silvera

Navidades en Madrid

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

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La famosa calle de Alcalá que ha dado lugar a canciones

 

navidad

 

En Madrid, supongo que como en cualquier otra ciudad del mundo que celebre la Navidad, se engalana y llena sus principales calles de luces y adornos navideños que impregnan la ciudad de ese extraño ambiente que nos trae recuerdos de los seres queridos que se fueron o de los que están lejos. Son fiestas entrañables y familiares que a todos nos afecta al tener inculcados desde pequeños esta tradición.

Gran Vía madrid Navidad

Aunque lo importante es pasarlo junto a los seres queridos, en la tierra de cada cual, en sus hogares, para aquellos que tengan algún motivo para desplazarse hasta Madrid por estas fechas, no deja de tener un aliciente añadido el gran número de ofertas de los que se pueden disponer para admirar bellos lugares, inmensas avenidas engalanadas y toda clase de lugares donde pasarlo bien en temas culturales y de ocio.

Este año, por circunstancias familiares, he tenido que desplazarme a Madrid  con mi esposa y mis dos hijos pequeños, Emilio José y Alicia, para acompañar a mi hijo Isat  que, trabajando en Madrid, no tenía vacaciones para venirse a Huelva con nosotros. María, también por cuestiones de trabajo, está lejos, en la Capital de México y, no tenemos la suerte de tenerla con nosotros pero, la vida es así. Desde aquí le mandamos un cariñoso abrazo con el mensaje de que, de todas las maneras, ella está con nosotros.

Ayer hacía (como también hoy), un día esplendoroso y, como soy espíritu inquieto, me levanté temprano y me dí una vuelta por el Retiro, del que arriba os dejo algunas imágenes de los lugares por los que disfruté de un Sol esplendoroso que era de agradecer por el frío reinante en la Capital de España. Allí, junto a mi esposa y mis hijos (faltaban algunos), nos hicimos las obligadas fotos para el recuerdo.

A pesar de todo, con la que está cayendo y la crisis que azota a tantas familias, éstas se aprietan el cinturón y haciendo un esfuerzo (que no deberían), hacen las compras navideñas para pasarlo bien en familia y olvidar las penas que… ¡Son tantas! El Gobierno nos dice que la crisis está de paso y, sinceramente creo que para ellos, ni existió tal crisis que soportó el pueblo llano y, ahora, hacen el ridículo diciendo que aumentarán el sueldo mínimo en tres euros más. ¿No se les cae la cara de vergüenza?¨ .

Como los seres humanos somos así, a pesar de todos los pesares, a final de Año, de nuevo veremos La Puerta del Sol en Madrid tal y como la imagen refleja, llena de gente que esperan alborozada (no se por qué), la llegada del nuevo año 2.015. La juventud es el principal motor para estos comportamientos y, en otros casos, muchos que quieren olvidar sus penas con estos ruidos y bullicios del gentío que nunca he podido soportar. Allí donde estén más de 30 personas, seguro que no estaré, me gusta la soledad y la buena compañía, una conversación pausada y razonando temas de interés, la algarabía y la fanfarria nunca fueron de mi agrado al no encontrarle sentido a ciertos comportamientos. Sin embargo, respeto lo que los demás decidan hacer y sólo pido que, a cambio, me respeten a mí.

¡Felices Fiestas a todos! Próspero año venidero y que os traiga felicidad y mucha salud para poder trabajar, ya que, sin trabajo, no somos nada.

Un abrazo a todos desde Madrid, la Capital de España.

emilio silvera.

¿Cuerdas Cósmicas? Podría ser.

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Descubrir y aprender    ~    Comentarios Comments (0)

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                               Podrían estar por todas partes y formar parte de todo

Aunque no todas si son muchas las Grandes Teorías Unificadas y teorías de supersimetría las que predicen la formación de cuerdas en la congelación del segundo 10-35 despues del comienzo del tiempo, cuando la fuerza fuerte se congeló y el universo se infló. Las cuerdas se deben considerar como un subproducto del proceso mismo de congelación. Es cierto que aunque las diversas teorías no predicen cuerdas idénticas, sí predicen cuerdas con las mismas propiedades generales. En primer lugar las cuerdas son extremadamente masivas y también extremadamente delgadas; la anchura de una cuerda es mucho menor que la anchura de un protón1. Las cuerdas no llevan carga eléctrica, así que no interaccionan con la radiación como las partículas ordinarias. Aparecen en todas las formas; largas lineas ondulantes, lazos vibrantes, espirales tridimensionales, etc. Sí, con esas propiedades podrían un candidato perfecto para la “materia oscura”. Ejercen una atracción gravitatoria, pero no pueden ser rotas por la presión de la radiación en los inicios del Universo.

El espesor estimado de una cuerda es de 10-30 centímetros, comparados con los 10-13 de un protón. Además de ser la más larga, y posiblemente la más vieja estructura del universo conocido, una cuerda cósmica sería también la más delgada: su diámetro sería 100.000.000.000.000.000 veces más pequeño que el de un protón.. Y cada cuerda sería terriblemente inquieta, algo así como un látigo agitándose por el espacio casi a la velocidad de la luz. Las curvas vibrarían como enloquecidas bandas de goma, emitiendo una corriente continua de ondas gravitacionales: rizos en la misma tela del espacio-tiempo. ¿Qué pasaría si una cuerda cósmica tropezara con un planeta? Al ser tan delgada, podría traspasarlo sin tropezar con un solo núcleo atómico. Pero de todos modos, su intenso campo gravitatorio causaría el caos.

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Simulación del efecto de lente generado por una cuerda cósmica. Crédito: PhysicsWorld.com

Por tanto, cuando observásemos un objeto con una cuerda cósmica en la trayectoria de nuestra mirada, deberíamos ver este objeto dos veces, con una separación entre ambas imágenes del orden del defecto de ángulo del cono generado por la curvatura del espaciotiempo. Esta doble imagen seríacaracterística de la presencia de una cuerda cósmica, pues otros cuerpos, como estrellas o agujeros negros, curvan el espaciotiempo de manera distinta, generando al menos cuatro imágenes deformadas. Por tanto, una observación de este fenómeno no podría dar lugar a un falso positivo.

En este sentido, el nombre de cuerda cósmica está justificado debido a que son impresionantemente pesadas, pasando a ser objetos macroscópicos aun cuando su efecto es pequeño. Una cuerda de seis kilómetros de longitud cuya separación entre ambas geodésicas es de apenas 4 segundos de arco tendría ¡la masa de la Tierra!. Evidentemente, cuerdas de este calibre no se espera que existan en la naturaleza, por lo que los defectos de ángulo esperados son aún menores y, por tanto, muy difíciles de medir.

Y esta es una de las razones de que todavía no se haya encontrado ninguna cuerda de este tipo. Si bien en los últimos años han surgido muchas imágenes candidatas a estar formadas por un efecto de lente de este tipo, la mayoría han resultado ser dos cuerpos distintos pero muy similares entre sí. Pese a ello, los astrofísicos y los teóricos de cuerdas no puerden la esperanza de encontrar en los próximos años, y gracias a telescopios cada vez más potentes, como el GTC; evidencias directas de la existencia de este tipo de cuerdas; evidencias que no sólo nos indicarían que las teorías de cuerdas van por buen camino, si no que el modelo del Big Bang es un modelo acertado.

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                                               Esquema del trazado de rayos para el efecto de lente gravitatoria de una cuerda cósmica

Las cuerdas cósmicas, desde el momento de su formación en el segundo 10-35,  constituyen un entorno masivo, apelmazado, contra el que se desarrolla la evolución de las partículas, núcleos y átomos. Como no son afectadas por la presión de la radiación,como el plasma, pueden servir como núcleos de condensación -las semillas- para la formación de galaxias, cúmulos galácticos y supercúmulos, siempre que puedan sobrevivir lo necesario para hacerlo.

Neil Turok, titular de la cátedra de Física Matemática en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de la Universidad de Cambridge. Es coautor, con Paul Steinhardt, de Universo Infinito: Más allá del Big Bang. El principal portavoz de la idea de las cuerda cósmica es Niel Turok, un joven físico teórico que trabaja en el Imperial College de Londres y pasa muicho tiempo en EE UU haciendo un periplo por diversas Universidades. Ha hecho del desciframiento de la conducta de las cuerdas cósmicas  el trabajo de su vida (al menos por el momento) y, se aplica en las complejas ecuaciones de la teoría de campos cuánticos que describen dichas cuerdas. Su enfoque es admirable por su integridad:

En lugar de seguir el camino normal desarrollando la conducta de las cuerdas y dejando a otros hallar el efecto que las cuerdas tienen sobre el problema de las galaxias, Turok y los jovenes que le rodean han decidido aprender cosmología. Dicha decisión no es frecuenta y por inusual, ha llamado la atención que se quieran especializar de manera específica en otro campo distinto al suyo para poder hacer y comprender mejor su trabajo. Y, otra curiosidad es que, el más duro crítico de las cuerdas cósmicas, P.J.E. Peebles, de Princeton, haya estado actuando como su tutor, lo cual, es tan significativo que se podría valorar como uno de los gestos más desinteresados y de alta calidad que en la Física se pueda haber producido.

 

Una de las virtudes de esta teoría es que puede “verse” por la observación. Aunque las cuerdas en sí son invisibles, sus efectos no tienen por qué serlo. La idea de las supercuerdas nació de la física de partículas, más que en el campo de la cosmología (a pesar del nombre, la cuerdas cósmicas no tienen nada que ver con la teoría de las “supercuerdas”, que mantiene que las partículas elementales tienen forma de cuerda). Surgió en la década de los sesenta cuando los físicos comenzaron a entrelazar las tres fuerzas no gravitacionales – electromagnetismo y fuerzas nucleares fuertes y débiles – en una teoría unificada.

En 1976, el concepto de las cuerdas se había hecho un poco más tangible, gracias a Tom Kibble. Kibble estudiaba las consecuencias cosmológicas de las grande teorías unificadas. Estaba particularmente interesado en las condiciones del 10^-35 segundo después del Big Bang, cuando las temperaturas en el cosmos embrionario bajaron más de billones de billones de grados. Ese fue el momento en que las fuerzas y las partículas se diferenciaron unas de otras.

                                                    El misterioso “universo” de los campos cuánticos que nadie sabe lo que puede esconde

A los cosmólogos les gusta visualizar esta revolucionaria transición como una especie de “cristalización”: el espacio, en un principio saturado de energía, cambió a la forma más vacía y más fría que rodea actualmente nuestro planeta. Pero la cristalización fue, probablemente, imperfecta. En el cosmos recién nacido podría haberse estropeado con defectos y grietas, a medida que se enfriaba rápidamente y se hinchaba.

Otras cuerdas están en La Teoría M de E. Witten que nos explica muy bien las implicaciones de las cuerdas en el contexto del Universo, y, ademas, lleva implícita la Gravedad Cuántica que tantos físicos buscan desde hace mucho tiempo para explicar cuestiones que hasta el momento carecen de ella. Sin embargo, estas son otras cuerdas que, implicadas en las profundidades de la materia, nos podría explicar otras muchas cosas a diferente nivel de lo que la cuerda cósmica pretende explicar.

Turok nos dice:

“Durante los últimos diez años he estado trabajando principalmente en la cuestión de cómo empezó el universo – o no comenzar. ¿Qué sucedió en el Big Bang? Para mí, esto parece ser una de las cuestiones más fundamentales de la ciencia, porque todo lo que sabemos, según todos los indicios, debe de haber salido de la Gran Explosión. Ya se trate de partículas o los planetas o las estrellas o, en última instancia, incluso la vida misma.”

 

En los últimos años, la búsqueda de las leyes fundamentales de la Naturaleza nos ha obligado a pensar en el Big Bang, mucho más profundamente. De acuerdo con nuestras más modernas y mejores teorías – la teoría de cuerdas y la teoría M – todos los detalles de las leyes de la física son en realidad determinada por la estructura del universo, en concreto, por la disposición de pequeñas enrollada dimensiones extra del espacio. Este es un cuadro muy hermoso: la física de partículas en sí es ahora más que otro aspecto de la cosmología. Pero si se quiere entender por qué las dimensiones extra están dispuestas como están, hay que entender el Big Bangporque ahí es de donde todo proviene.

De alguna manera, hasta hace muy poco, la física fundamental se había llevado bien sin realmente hacer frente a un gran problema que no dejaba juntarse a las dos teorías más influyentes e importantes que tenemos: La mecánica cuántica y la relatvidad. Los infinitos surgían y aquello era un sinsentido descomunal que nos hablaba de la incompatibilidad existente entre los muy pequeño y lo muy grande.

Sin embargo, en todo esto existe un sinsentido que debemos desvelar. ¿Si todo lo grande está hecho de cosas pequeñas, cómo pueden ser incompatibles? En la Teoría de Cuerdas no resultan así, y, la mecánica cuántica y la relatividad conviven en paz sin que aparezcan los indeseados infinitos. Es decir, en la Teoría de Cuerdas, subyace de manera automática, una teoría de la Gravedad Cuántica.

El mismo Einstein no interpretó todo esto como el principio de los tiempos y llegó a decir, bueno, mi teoría falla. La mayoría de las teorías fallan en algún régimen, y entonces ustedes necesita una teoría mejor, más moderno y adelantada. La teoría de Isaac Newton no falla cuando las partículas se muevan muy rápidas, sino que no logra describir eso y necesitó la relatividad. Del mismo modo, Einstein dijo:”… necesitamos una mejor teoría de la gravedad que la mía.”

Pero en la década de 1960, cuando la evidencia observacional para el Big Bang se hizo muy fuerte, los físicos de alguna manera llegaron a la conclusión de que todo lo que no sabemos debió gestarse al principio del tiempo, más allá del tiempo de Planck, esa fracción de segundo inaccesible. No estoy seguro de por qué llegaron a tal conclusión, pero tal vez se debió a Fred Hoyle –el principal impulsor de la teoría rival del Big Bang, la del estado estacionariorival– que parece haber ridiculizado con éxito la teoría del Big Bang, diciendo que no tenía sentido porque implicaba un principio de los tiempos y que sonaba absurdo.

A continuación, el Big Bang (parece que) fue confirmado por la observación, al menos todos lo dieron por bueno y, a partir de aquel momento, ese es, el Principio de Todo por el que nos estamos guiando: Allí comenzó el Tiempo y el Espacio y fue el inicio de la creación de todo lo que existe. Todo lo que vemos a nuestro alrededor se basa por completo en ese primer momento que llamamos Big Bang, y sin embargo,  ese primer momento inicial (¡qué casualidad!), es el que nadie ha podido nunca describir.

         Alrededor de las cuerdas cósmicas se crearon las grandes estructuras

Para algunos, no parece que pueda caber la menor duda en el sentido de que, fueron las cuerdas cósmicas las que posibilitaron que se puedieran formar las grandes estructuras del universo surviendo de semilla o núcleo sobre el que se fueron adhiriendo inmensas porciones de materia que conformarían el objeto final. Es posible que las cuerdas cósmicas nos den una visión particularmente atractiva del universo y nos hace pensar en que, en el núcleo de cada galaxia hay una cuerda cósmica que, como el esqueleto de nuestros cuerpos, es la que la mantiene firme tal como la podemos contemplar y hace posible su existencia. Sin embargo, la teoría nos dice que las cuerdas cósmicas (como todo en el universo), tienen un tiempo de vida que una vez cumplido, desaparecen.

  Poco a poco se va diluyendo en energía, se vuelve transparente y desaparece

Está claro que la cuerda cósmica tal y como la presenta la teoría, es todo energía. Cuando comienza a despedir ondas gravitatorias, el proceso sigue hasta que la cuerda se ha radiado a si misma simplemente fuera de la existencia. Cuando su energía se agota, no queda nada. Por tanto sería posible utilizar las proporciones de pérdida de energía que predice la teoría de la relatividad general para calcular cuanto tiempo durará la energía almacenada en cualquier cuerda cósmica.

De hecho hubo un período de nervios cuando en cierto tiempo pareció que la cuerda cósmica tendrían una vida demasiado corta para poder realizar su trabajo de formar las galaxias, que romperían los anillos y se radiarian así misma fuera de la existencia antes que la materia y la radiación y la materia ordinaria se desparejaran. Sin embargo, los nuevos cálculos parecen mostrar ahora que los anillos capaces de formar las semillas de las galaxias durarían lo suficiente para llevar a cabo su función.

Claro que estas teorías de cuerdas, como tantas otras antes que ella, también han desarrollado una gran avalancha de excepticismo que es mostrado por algunos en esos momentos de la última cerveza en charlas distendidas entre compañeros físicos y cosmólogos que están unidos por esa curiocidad por saber si, en realidad, esas cuerdas han existido alguna vez. Y, esos excepticos, en verdad, no eran más duros en las críticas a las teorías de los demás que con las suyas propias. El el fondo, todos los buenos físicos saben… ¡que no saben! Lo suficiente como para poder emitir juicios certeros sobre eso ni sobre nada.Lo que hoy es… mañana no será.

Pero claro, nunca se debe decir que no. Hay maneras de comprobar las evidencias, al menos dos. Una, la llamada lente gravitatoria, se apoya en los efectos que las cuerdas cósmicas tendrían sobre la luz de las galaxias distantes. El otro método, algo más indirecto, implica la búsqueda de ondas gravitatorias despedidas por las cuerdas al comienzo de la vida del Universo.

La lente gravitacional es el efecto en el que los rayos de luz son doblados por el campo gravitacional de un objeto masivo (en este caso serían las cuerdas cósmicas las responsables), también las galaxias y los agujeros negros producen el efecto de Lente gravitacional que es una propiedad de todos los objetos masivos.

Las ondas gravitatorias están siendo buscadas por varios programas y proyectos construídos para tal fin, como LIGO y otros, y, hasta el momento, no parece que se haya tenido muchos resultados a pesar de que, la teoría nos dice que las cuerdas cósmicas emitían una gran cantidad de radiación gravitatoria en los primeros días del Universo. Sin embargo, sí se ha localizado la radiación cósmica del fondeo de microondas y las ondas gravitacionales no.

Está claro que la idea de la cuerda cósmica es sugestiva y nos podría explicar (por fín) como se pudieron formar las galaxias. La gran masa de la cuerda apunta a que debieron ser creadas muy pronro en la vida del Universo, probablemente mucho antes que la materia ordinaria cuando las temperaturas eran muy altas y había disponible mucha energía para formar objetos exóticos.

Si en verdad estuvieron allí, no lo podemos saber a ciencia cierta, y, se trabaja en la búsqueda de pruebas irrefutables que nos confirmen su presencia y su trabajo y contibución en la formación de las grandes estructuras del Universo.

Las grandes estructuras de nuestro Universo se pudieron haber formado a partir de unas semillas (cuerdas cósmicas) de gran densidad que atraían a la materia ordinaria para formarlas, y, de esa manera, pudieron haberse formado las galaxias y estrellas del cielo. De momento, ninguna explicación mejor que esa nos puede aclarar esa incognita que persiste desde siempre y que, en no pocas ocasiones, produce verguenza a los cosmólogos que, en realidad, no saben qué contestar a una simple pregunta:

¿Cómo se formaron las galaxias?

emilio silvera