viernes, 14 de agosto del 2020 Fecha
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Desde los confines del Tiempo, cuando aún no entendíamos lo que todo aquello podría ser, los seres de nuestra especie han mirado al cielo y, asombrados, contemplaban las miríadas de estrellas brillantes que, con sus guiños, parecía quererles decir alguna cosa, enviarles un mensaje que, por aquel entonces, no sabían comprender. No ha sido sino hasta tiempos muy recientes cuando al fín, comprendimos la fusión nuclear que se produce en el corazón de las estrellas, donde se forjan los materiales necesarios para la vida.

Uno de los hallazgos más notables en astronomía fue el descubrimiento de que el universo ya era viejo cuando apareció el Sol y la familia de planetas que lo acompañan en nuestro Sistema Solar. Más de la mitad de las estrellas del Universo son miles de millones de años más viejas que nuestra estrella madre que, se podría decir, si la comparamos a una bella mujer, que estaría en la mitad esplendorosa de su vida.

Planetas parecidos a la Tierra giran alrededor de muchas de esas viejas estrellas. Seres inteligentes pueden haber hecho su aparición en alguno de esos mundos similares al nuestro y estar allí desde mil millones de años antes que nosotros en la Tierra. Es decir, antes de que la Humanidad hiciera acto de presencia en este mundo “nuestro”. Los caminos seguidos en ambos mundos, aunque similares en las formas, no lo fueron en el tiempo y, en aquel, brotó la vida antes que en este. Una posible civilización avanzada que nos podría llevar algunos miles de años de ventaja, tiempo que para una especie parecida a la nuestra… ¡no sería poca ventaja!

 

Gliese 581 f es un planeta en la constelación de Libra, ubicado a 20 años luz de la Tierra, en el sistema Gliese 581. Su descubrimiento fue anunciado el 29 de septiembre de 2010. El planeta fue detectado mediante mediciones de la velocidad radial combinando los datos del instrumento HIRES  del telescopio Keck  y el instrumento HARPS  del telescopio de 3,6 metros dE ESO en el Observatorio de La Silla.

Muchos son los Sistmas solares que sólo en nuestra Galaxia podremos encontrar, en realidad, cientos de miles de millones y, aunque no todos esten habitados, la posibilidad, la lógica, la estadísitica nos dice que, muchos de esos mundos, cobijan a criaturas de diversa condición y, alguna -o varias- de las especies allí presentes, podr´na ser inteligentes como nosotros…, o más.

Como nos preocupa saber que existe a nuestro alrededor, qué hay en nuestro entorno, en los planetas y lunas vecinas, no cejamos en el empeño de enviar ingenios hacia aquellos objetos y, el de arriba se llama JEO (Jupiter Europa Orbiter) que, debía estudiar Europa durante la próxima década para determinar de una vez por todas si existe un océano (o lagos) bajo la corteza de hielo y, con suerte, aclarar si puede existir o no alguna forma de vida. Sin embargo, la crisis que nos invade, no parece que posibilite, al menos de momento, tal misión.

En lo que se refiere a las formas de vida que nos podemos encontrar por ahí fuera, nuestra imaginación ha sido muy prolífica y nos ha diseñado un sin fin de formas de vida que, están diseñadas de todas las maneras que podamos imaginar, desde los hombres reptiles inteligentes hasta los hombrecillos verdes. Tampoco hemos dejado pasar la oportunidad de mostrar en películas y obras de ciencia ficción, a seres monstruosos con las morfologías más descabelladas y las figuras más temibles y horripilantes.

Claro que, tenemos que pensar que, aquí en nuestro mundo, todas las especies que conocemos y que han existido, todas sin excepción, han estado y están basadas en el Carbono, y, si eso es así (que lo es), habría que pensar en el hecho cierto de que, el Universo, es igual en todas partes, y, las mismas cosas que pasan aquí tienen que suceder “allí”, y, salvo las condiciones físicas de cada lugar, es lógico pensar en el hecho de que, la Vida, como aquí en la Tierra, habrá tomado las formas que cada lugar y entorno requerieran.

Los conocidos como grises, esa raza que dicen que vienen del futuro pero que somos nosotros mismos evolucionados. La rumorología en ciertos ambiente. Los grises, también llamados los extraterrestres de Roswell y Zetas Reticulianos, son unas de las supuestas distintas formas de vida extraterrestre más famosas y actualmente “conocidas” que aparecen en las modernas teorías de conspiración del ocultamiento extraterrestre.

Particularmente creo que, lo mismo que nosotros, esos posibles seres del Espacio exterior, habitantes de otros mundos, se han encontrado las mismas dificultades que nosotros: ¡Las Inmensas Distancias! A veces pienso que, el Universo es consciente de que, si no fuese por esas inconmensurables distnacias entre las estrellas y los mundos, estaríamos todo el tiempo fustigando a los vecinos, y, sólo de ésta manera se puede conseguir mantenernos separados y sin que los unos molestémos a los otros. Sólo tenemos que fijarnos en la convivencia aquí mismo, en el planeta Tierra, donde todo el día andamos pensando como fastidiar al otro. ¡La Humanidad! No tenemos remedio.

                                       El bueno de YODA

La imagen de arriba me resulta familiar y creíble para unos posibles pobladores de otro mundo avanzado con tecnología de mucho kilates. Estos hombrecillos conformados de manera tal que, es el cerecro lo que predomina en el conjunto, nos viene a dar la sensación de que pudiera ser nuestro lejano futuro en el que, el cerebro crecerá tal como la ha venido haciendo en los tiempos pasados en que los, los humanos sólo tenían 450 cm3 de masa encefálica y ahora, hemos alcanzado 1.500 cm3 que se traducen enlos conocimientos que nos adornan hoy.

Cuando la evolución está en marcha, los que menos la “sienten” son lo que afectados por ella, ya que, al ser parte integrante del suceso, de la transformación de fase, la “cosa”, puede pasar, casi desapercibida a no ser que exista un sistema continuado de vigilancia sobre ello. Fijáos, por ejemplo en el ritmo de los nuevos inventos durante los últimos cien años:

A todos eso añadimos las nuevas y potentes computadoras, nuevas medicinas, radio, ingenios espaciales… Cada uno de ellos viene a darle al anterior un toque mágico que le hace más asombroso y ofrece más prestaciones al usuario, con todos ellos, la vida humana es más fácil, más confortable, más cercana. En realidad, si miramos la Historia, estamos contemplando un desarrollo acelerado que, aunque nuestros ojos no parece que se deje sentir, en realidad, el salto dado es descomunal y, lo que se nos viene encima antes de que finalice el presente siglo… será también asombroso.

La nave Flammarion I, que llegó al planeta Isatet 137, situado en la galaxia Rímola, a 23 años-luz de la Tierra, pudo tomar tierra sin problemas cerca de unas instalaciones de majestuosa presencia y, un equipo de exploración del terreno, habiéndose introducidos con precaución en el interior de aquel bello edificio, encontraron, en una de sus salas, una Cámara de Éxtasis en la que una mujer de edad avanzada, permanecia quieta, como dormida.

La Noticia fue comunicada al mando en la Nave y, de inmediato, un equipo de expertos médicos salieron con una lanzadera hacia el lugar para tratar de despertar a la dama y que ella, les contara a qué situación se podían enfrentar y dónde estaban y quiénes eran ellos, su raza que, por todas las trazas físicas, parecían iguales a los habitantes de la Tierra.

Estas dos serie de Televisión, refleja bastante bien lo que podría ser el futuro, refleja cuestiones de ciencia, de viajes hiperespaciales y por agujeros de gusano que, ¿quién sabe? si en el futuro próximo no esará todo eso a nuestro alcance. Acodémonos de Julio Verne que, a sus coetáneos les parecía un alucinado vidente que no todos llegaron a creer y…sin embargo, todo lo que dijo ha sido ya…, ¡sobrepasado!

Claro que, la Naturaleza, el Universo, nos impone sus leyes que impiden que “no nos hagamos daño” nosotros mismos, en nuestro empeño de querer llegar más allá de lo que es conveniente. Todo tiene que ser en su momento adecuado. Así, aunque la presentimos y, posiblemente, esté ahí, la Teoría de Cuerdas no será un hecho hasta dentro de mucho, mucho tiempo, cuando podamos disponer -sin peligro- de energías que son hoy impensables.

Resultado de imagen de Las carretas del Oeste

Es visible a simple vista que, nuestras actuales naves espaciales son -guardando las distancias- como aquellas carretas del Oeste americano que salían a explorar nuevos caminos y conquistar nuevas tierras sin saber qué peligros tendrían que afrontar. Sin embargo, no pasarán muchas décadas antes de que, la Humanidad, pueda construir naves de increíble porte y sofisticados instrumentos que, esas sí, podrán surcar los océanos espaciales a velocidades alucinantes como un primer paso para lo que más tarde vendrá.

La Humanidad no puede permanecer ajena a la realidad del mundo y, el tiempo pasa, las generaciones se van y llegan otras nuevas, las Sociedades avanzar y se transforman y, la población crece. ¿Cuántos miles de millones de seres seremos en el planeta para dentro de 5 siglos? ¿Cómo podremos suministrar todo lo que esa ingente cantidad de personas necesitan? El planeta Tierra tiene recurso limitados y, llegará un momento en el que no pueda suministrar ni la energía ni el alimento y, nos veremos abocados a buscar, otras opciones que, sin duda, pasan por salir fuera, a otros mundos lejos de este.

La Imaginación humana siempre ha sido grande, muy grande y creo que, hasta ilimitada a medida que la mente evoluciona. Todo lo que imagina… se podría convertir en realidad y, habiendo pensado ya en el Hiperespacio… Creo que sólo tendremos que buscar esa puerta que nos lleve lejos de aquí en menos tiempo. No podemos vencer a la velocidad de la Luz, el límite impuesto por la Naturaleza no lo permite y, podría ser, que ese límite esté impuesto por alguna razón:

¿Cuanto tardaríamos, suponiendo que pudiéramos hacer naves viajeras que alcazaran la mitad de la velocidad de la luz, en llegar a Planetas situados a muchos años-luz de aquí? El viaje sería interminable y la nave, tendría que ser una ciudad flotante que soportaria el paso de varias generaciones durante el viaje. Así que, como dicho sistema no parece muy viable, la Naturaleza nos empuja a tener que buscar otros caminos que, como el Hiperespacio y los Agujeros de Gusano, podrían ser una solución ideal para nuestras necesidades futuras.

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Lo que llamamos Hiperespacio podría ser un aspecto del universo muy concreto que es experimentado por objetos que se desplazan a una velocidad superior a la luz relativa del fondo galáctico. Es una dimensión del espacio-tiempo que permite una velocidad superior a la de la luz y viajar a través de él elimina los efectos distorsionantes del tiempo derivados de la relatividad. Un viajero hiperespacial pasa tanto rato viajando como tiempo corre en el espacio real. Es una dimensión paralela al espacio real y cada punto de este está asociado con un punto único del hiperespacio y por consiguiente los puntos adyacentes en el espacio real son también adyacentes en el hiperespacio.

La idea básica de lo que es el viaje a travez del hiperespacio puede comprenderse tomando una hoja de papel y marcando en ella dos puntos relativamente alejados. La forma más rápida de viajar entre ellos es coger una regla y dibujar una línea recta que los una. Sin embargo, si nos fuera dado hacer trampas, cogeríamos la hoja de papel y la doblaríamos, uniendo directamente los dos puntos, reduciendo así a cero su distancia y haciendo el viaje instantáneo.

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Si conseguimos eso algún día lejano en el futuro, podremos viajar a otros mundos lejanos situados en la nuestra o en otras galaxias, entablar amistad y comercio con otras Civilizaciones y hacer del Universo, lo que muchas veces hemos pensado: Un Todo para Todos en armonía y Paz.

Bueno, una alta capacidad de conocimiento nos llevaría a comprender que, las disputas y guerras, finalmente no conducen nada más que a la muerte y a la destrucción, que lo que realmente vale son otros valores, otras cosas, otros sentimientos y, siendo así (que lo es), esperémos que, algún día lejos aún en el futuro, por fin podamos decir, no ya en relación a la Tierra, sino en relación a todo el Universo que, todos somos uno.

Sí, un verdadero amigo…”un hermano”, lo podemos encontrar en cualquier parte, hasta en un mundo lejano y diferente al nuestro. Las inteligencias se unen para poder vencer las dificultades que acechan y, el esfuerzo conjunto puede vencer la adversidad. Los sentimientos, los pensamientos y las ideas, cuando la inteligencia está presente, recorrerá los mismos caminos.

Poco importaran las diferencias y, dentro de la desigualdad, también llegará la amistad y el cariño. Lo que en verdad nos une es el comprender que todo, absolutamente todo, es igual y lo mismo en todas partes que, sin importar las formas ni los colores, hará prevalecer los pensamientos y los sentimientos que, al fin y al cabo… ¡Es lo más valioso que en el Universo existe!

                        ¿Qué importa el mundo o el lugar si, allí se encuentra ella?

¿hasta donde serías capaz de viajar en busca del ser amado? ¿Qué peligros estarías dispuesto a pasar por ella? Hay preguntas que, si en verdad sentimos ese verdadero sentimiento que nos eleva y nos hace mejores, tienen de antemano las respuestas: Nada nos podrá parar, ningún peliqro, ningún viaje, ninguna dificultad… Todo, absolutamente todo, nos parecerá trivial si, al final, está ella esperando. De la misma manera, podemos sentir cuando se trata de viajar a nuestro futuro, a esos mundos soñados, a esas vidas nuevas, a fantásticos lugares que, fuera y lejos de este nuestro, también están ahí fuera como una promesa.

   No debemos olvidar la primera fuerza que mueve el mundo

Es el Amor energía,

O torbellino de un momento,

Es una sensación de alegría,

Es el mayor sentimiento.

Hasta el mundo nos queda pequeño,

Ante inmensa sensación,

Es el Amor un empeño,

¿Es el Amor la sinrazón?

Bueno, eso que arriba brilla, no es ninguna estrella fulgurante, es mi amada que, al recibir el mensaje de Amor, de inmediato se convierte, en un este deslumbrador. El Amor cambia el aspecto, el talente y, si me apuráis mucho, hasta el intelecto. ¿Qué podrá ser esa dichosa sensación? ¡Sabia Naturaleza! Cuando todo el Universo esté lleno de ese Ingrediente… ¡Las cosas serán de otra manera!

emilio silvera

Causalidad ¡Ese Principio!

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

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Todo lo que pasa es causa de lo que antes pasó.  Y, ese Principio de la Física de la Causalidad, no está sólo allí presente, y, es tan cierto que, hasta en los Códigos legales se recogen sus esencias:En el art. 901 del CC, podemos leer: “Un efecto es adecuado a su causa cuando “acostumbra a suceder según el curso natural y ordinario de las cosas” . Como es natural, se refiere al efecto de las condiciones iniciales que marcarán las finales.
También aquí, está presente la causalidad
En física existe un Principio que llaman !Causalidad! y en virtud del cual el efecto no puede preceder a la causa. Es muy útil cuando se conbina con el principio de que la máxima velocidad del universo es la velocidad de la luz en el vacío. Lo cierto es que, todo lo que ocurre es causa de algo que antes sucedió. Contaremos algunas cosas que tuvieron sus consecuencias.
En 1.893 el físico irlandés George Francis Fitzgerald emitió una hipótesis para explicar los resultados negativos del experimento conocido de Michelson-Morley. Adujo que toda la materia se contrae en la dirección del movimiento, y que esa contracción es directamente proporcional al ritmo (velocidad) del movimiento.

Según tal interpretación, el interferómetro se quedaba corto en la dirección del “verdadero” movimiento terrestre, y lo hacía precisamente en una cantidad que compensaba con toda exactitud la diferencia de distancias que debería recorrer el rayo luminoso. Por añadidura, todos los aparatos medidores imaginables, incluyendo los órganos sensoriales humanos, experimentarían ese mismo fenómeno.

 

                       Esquema de un interferómetro de Michelson.

 

Visualización de los anillos de interferencia.

Parecía como si la explicación de Fitzgerald insinuara que la naturaleza conspiraba con objeto de impedir que el hombre midiera el movimiento absoluto, para lo cual introducía un efecto que anulaba cualquier diferencia aprovechable para detectar dicho movimiento.

Este asombroso fenómeno recibió el nombre de contracción de Fitzgerald, y su autor formuló una ecuación para el mismo, que referido a la contracción de un cuerpo móvil, fue predicha igualmente y de manera independiente por H. A. Lorentz (1.853 – 1.928) de manera que, finalmente, se quedaron unidos como contracción de Lorentz-Fitzgerald.

A la contracción, Einstein le dio un marco teórico en la teoría especial de la relatividad. En esta teoría, un objeto de longitud l0 en reposo en un sistema de referencia parecerá, para un observador en otro sistema de referencia que se mueve con velocidad relativa v con respecto al primero, tener longitud contraccion_l-f, donde c es la velocidad de la luz. La hipótesis original atribuía esta contracción a una contracción real que acompaña al movimiento absoluto del cuerpo. La contracción es en cualquier caso despreciable a no ser que v sea del mismo orden o cercana a c.

Un objeto que se moviera a 11,2 Km/s (la velocidad de escape de nuestro planeta) experimentaría sólo una contracción equivalente a 2 partes por cada 1.000 millones en el sentido del vuelo. Pero a velocidades realmente elevadas, tal contracción sería sustancial. A unos 150.000 Km/s (la mitad de la velocidad de la luz) sería del 15%; a 262.000 Km/s (7/8 de la velocidad de la luz), del 50%. Es decir, que una regla de 30 cm que pasara ante nuestra vista a 262.000 Km/s nos parecería que mide sólo 15’24 cm, siempre y cuando conociéramos alguna manera para medir su longitud en pleno vuelo. Y a la velocidad de la luz, es decir, 300.000 Km/s en números redondos, su longitud en la dirección del movimiento sería cero. Puesto que, presuntamente, no puede existir ninguna longitud inferior a cero, se deduce que la velocidad de la luz en el vacío es la mayor que puede imaginarse el universo.

El físico holandés Henrik Antón Lorentz, como hemos dicho, promovió esta idea pensando en los rayos catódicos (que ocupaban su actividad por aquellas fechas). Se hizo el siguiente razonamiento: si se comprimiera la carga de una partícula para reducir su volumen, aumentaría su masa. Por consiguiente, una partícula voladora, escorzada en la dirección de su desplazamiento por la contracción de Fitzgerald, debería crecer en términos de masa. Lorentz presentó una ecuación sobre el acrecentamiento de la masa, que resultó muy similar a la ecuación de Fitzgerald sobre el acortamiento. A 149.637 Km/s la masa de un electrón aumentaría en un 15%; a 262.000 Km/s, en un 100% (es decir, la masa se duplicaría); y a la velocidad de la luz, su masa sería infinita. Una vez más pareció que no podría haber ninguna velocidad superior a la de la luz, pues, ¿cómo podría ser una masa mayor que infinita?

El efecto Fitzgerald sobre longitudes y el efecto Lorentz sobre masas mantuvieron una conexión tan estrecha que aparecieron a menudo agrupadas como las ecuaciones Lorentz-Fitzgerald.

Mientras que la contracción Fitzgerald no podía ser objeto de mediciones, el efecto Lorentz sobre masas sí podía serlo, aunque indirectamente. De hecho, el muón tomó 10 veces su masa original cuando fue lanzado, a velocidades relativistas, en el acelerador de partículas, lo que confirmó la ecuación de Lorentz. Los experimentos posteriores han confirmado las ecuaciones de ambos: a velocidades relativistas, las longitudes se contraen y las masas se incrementan.

Como es conocido por todos, Einstein adoptó estos descubrimientos y los incorporó a su teoría de la relatividad especial, que aunque mucho más amplia, recoge la contracción de Fitzgerald y el aumento de la masa de Lorentz cuando se alcanzan grandes velocidades.

Algunas veces pienso que los artistas en general, y los poetas en particular, tendrían que adaptar e incluir en sus esquemas artísticos y poéticos los adelantos científicos, para asimilarlos en las diversas expresiones y sentimientos que serán después puestos al servicio del consumo humano. Estos adelantos científicos serían así coloreados con las pasiones humanas, y transformados, de alguna forma, en la sangre, y por qué no, los sentimientos de la naturaleza humana. Posiblemente, de haberlo hecho, el grado general de conocimiento sería mayor. De todas las maneras, no dejamos de avanzar en el conocimiento de la Naturaleza.

Hacemos mil y un inventos para poder llegar a lugares que, hasta hace muy poco tiempo se pensaba que nos estaban vedados. Y, a pesar de ello, la cultura científica, en general es pobre. Sólo uno de cada tres puede definir una molécula o nombrar a un solo científico vivo. De veinticinco licenciados escogidos al azar en la ceremonia de graduación de Harvard, sólo dos pudieron explicar por qué hace más calor en verano que en invierno. La respuesta, dicho sea de paso, no es “porque el Sol está más cerca”; no está más cerca. El eje de rotación de la Tierra está inclinado, así que cuando el hemisferio norte se inclina hacia el Sol, los rayos son más perpendiculares a la superficie, y la mitad del globo disfruta del verano. Al otro hemisferio llegan rayos oblicuos: es invierno. Es triste ver cómo aquellos graduados de Harvard podían ser tan ignorantes. ¡Aquí los tenemos con faltas de ortografía!

Por supuesto, hay momentos brillantes en los que la gente se sorprende. Hace años, en una línea de metro de Manhattan, un hombre mayor se las veía y deseaba con un problema de cálculo elemental de su libro de texto de la escuela nocturna; no hacía más que resoplar. Se volvió desesperado hacia el extraño que tenía a su lado, sentado junto a él, y le preguntó si sabía cálculo. El extraño afirmó con la cabeza y se puso a resolverle al hombre el problema. Claro que no todos los días un anciano estudia cálculo en el metro al lado del físico teórico ganador del Nobel de Física, T. D. Lee.

Leon Lederman cuenta una anécdota parecida a la del tren, pero con final diferente. Salía de Chicago en un tren de cercanías cuando una enfermera subió a él a la cabeza de un grupo de pacientes de un hospital psiquiátrico local. Se colocaron a su alrededor y la enfermera se puso a contarlos: “uno, dos tres…”. Se quedó mirando a Lederman y preguntó “¿quién es usted?”; “soy Leon Lederman” – respondió – “ganador del premio Nobel y director del Fermilab”. Lo señaló y siguió tristemente “sí claro,  cuatro, cinco, seis…”. Son cosas que ocurren a los humanos; ¡tan insignificantes y tan grandes! Somos capaces de lo mejor y de lo peor. Ahí tenemos la historia para ver los ejemplos de ello.

Pero ahora más en serio, es necesario preocuparse por la incultura científica reinante, entre otras muchas razones porque la ciencia, la técnica y el bienestar público están cada día más conectados. Y, además, es una verdadera pena perderse la concepción del mundo que, en parte, he plasmado en estas páginas. Aunque aparezca incompleta, se puede vislumbrar que posee grandiosidad y belleza, y va asomándose ya su simplicidad.

“El proceso de la ciencia es el descubrimiento a cada paso de un nuevo orden que de unidad a lo que desde hacía tiempo parecía desunirlo.”

- Es lo que hizo Faraday cuando cerró el vínculo que unió la electricidad y el magnetismo.

- Es lo que hizo Clerk Maxwell cuando unió aquélla y éste con la luz.

- Einstein unió el tiempo y el espacio, la masa a la energía y relacionó las grandes masas cosmológicas con la curvatura y la distorsión del tiempo y el espacio para traernos la gravedad en un teoría moderna; y dedicó los últimos años de su vida al intento de añadir a estas similitudes otra manera nueva y más avanzada, que instaurara un orden nuevo e imaginativo entre las ecuaciones de Maxwell y su propia geometría de la gravitación.

 

 

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Algunos momentos de la vida del Maestro

Cuando Coleridge intentaba definir la belleza, volvía siempre a un pensamiento profundo: la belleza, decía, “es la unidad de la variedad”. La ciencia no es otra cosa que la empresa de descubrir la unidad en la variedad  desaforada de la naturaleza, o más exactamente, en la variedad de nuestra experiencia que está limitada por nuestra ignorancia.”

Hay muchas cosas que no podemos controlar, sin embargo, algo dentro de nosotros, nos envía mensajes sobre lo que podría ser importante para que nos fijemos mejor y continuemos profundizando.

Para comprender mejor el panorama, hagamos una excursión hasta la astrofísica; hay que explicar por qué la física de partículas y la astrofísica se han fundido no hace muchos años, en un nivel nuevo  de intimidad, al que alguien llamó la conexión espacio interior/espacio exterior.

Mientras los expertos del espacio interior construían aceleradores, microscopios cada vez más potentes para ver qué pasaba en el dominio subnuclear, los colegas del espacio exterior sintetizaban los datos que tomaban unos telescopios cada vez más potentes, equipados con nuevas técnicas cuyo objeto era aumentar su sensibilidad y la capacidad de ver detalles finos. Otro gran avance fueron los observatorios establecidos en el espacio, con sus instrumentos para detectar infrarrojos, ultravioletas, rayos X y rayos gamma; en pocas palabras, toda la extensión del espectro electromagnético, muy buena parte del cual era bloqueado por nuestra atmósfera opaca y distorsionadora.

                                                                                 ¿Hasta donde llegaremos?

La síntesis de la cosmología de los últimos cien años es el modelo cosmológico estándar. Sostiene que el universo empezó en forma de un estado caliente, denso, compacto, hace unos 15.000 millones de años. El universo era entonces infinitamente, o casi infinitamente, denso; infinita, o casi infinitamente, caliente. La descripción “infinito” es incómoda para los físicos; los modificadores son el resultado de la influencia difuminadota de la teoría cuántica. Por razones que quizá no conozcamos nunca, el universo estalló, y desde entonces ha estado expandiéndose y enfriándose.

Ahora bien, ¿cómo se han enterado de eso los cosmólogos? El modelo de la Gran Explosión (Big Bang) nació en los años treinta tras el descubrimiento de que las galaxias (conjuntos de 100.000 millones de estrellas, aproximadamente) se estaban separando entre sí, descubrimiento hecho por Edwin Hubble, que andaba midiendo sus velocidades en 1.929.

Hubble tenía que recoger de las galaxias lejanas una cantidad de luz que le permitiera resolver las líneas espectrales y compararlas con las líneas de los mismos elementos de la Tierra. Cayó en la cuenta de que todas las líneas se desplazaban sistemáticamente hacia el rojo. Se sabía que una fuente de luz que se aparta de un observador hace justo eso. El desplazamiento hacia el rojo era, de hecho, una medida de la velocidad relativa de la fuente y del observador.

Más tarde, Hubble halló que las galaxias se alejaban de él en todas las direcciones; esto era una manifestación de la expansión del espacio. Como el espacio expande las distancias entre todas las galaxias, la astrónoma Hedwina Knubble, que observase desde el planeta Penunbrio en Andrómeda, vería el mismo efecto o fenómeno: las galaxias se apartaría de ella.

Cuanto más distante sea el objeto, más deprisa se mueve. Esta es la esencia de la ley de Hubble. Su consecuencia es que, si se proyecta la película hacia atrás, las galaxias más lejanas, que se mueven más deprisa, se acercarán a los objetos más próximos, y todo el lío acabará juntándose y se acumulará en un volumen muy, muy pequeño, como, según se calcula actualmente, ocurría hace 15.000 millones de años.

La más famosa de las metáforas científicas te pide que imagines que eres una criatura bidimensional, un habitante del Plano. Conoces el este y el oeste, el norte y el sur, pero arriba y abajo no existen; sacaos el arriba y debajo de vuestras mentes. Vivís en la superficie de un globo que se expande. Por toda la superficie hay residencias de observadores, planetas y estrellas que se acumulan en galaxias por toda la esfera; todo bidimensional. Desde cualquier atalaya, todos los objetos se apartan a medida que la superficie se expande sin cesar. La distancia entre dos puntos cualesquiera de este universo crece. Eso es lo que pasa, precisamente, en nuestro mundo tridimensional. La otra virtud de esta metáfora es que, en nuestro universo, no hay ningún lugar especial. Todos los sitios o puntos de la superficie sin democráticamente iguales a todos los demás. No hay centro; no hay borde. No hay peligro de caerse del universo. Como nuestra metáfora del universo en expansión (la superficie del globo) es lo único que conocemos, no es que las estrellas se precipiten dentro del espacio. Lo que se expande es que espacio que lleva toda la barahúnda. No es fácil visualizar una expansión que ocurre en todo el universo. No hay un exterior, no hay un interior. Sólo hay este universo que se expande. ¿En qué se expande? Pensad otra vez en vuestra vida como habitante del Plano, de la superficie del globo: en nuestra metáfora no existe nada más que la superficie.

                  Hemos inventado tecnología que ha posibilitado que no estemos confinados en el planeta

Es mucho lo que podemos imaginar. Sin embargo, lo cierto es que,  como nos decía Popper:
“Cuánto más profundizo en el conocimiento de las cosas más consciente soy de lo poco que se. Mientras que mis conocimientos son finitos, mi ignorancia es ilimitada.”

Dos consecuencias adicionales de gran importancia que tiene la teoría del Big Bang acabaron por acallar la oposición, y ahora reina un considerable consenso. Una es la predicción de que la luz de la incandescencia original (presuponiendo que fue muy caliente) todavía está a nuestro alrededor, en forma de radiación remanente. Recordad que la luz está constituida por fotones, y que la energía de los fotones está en relación inversa con la longitud de onda. Una consecuencia de la expansión del universo es que todas las longitudes se expanden. Se predijo, pues, que las longitudes de onda, originalmente infinitesimales, como correspondía a unos fotones de gran energía, han crecido hasta pertenecer ahora a la región de las microondas, en la que las longitudes son unos pocos milímetros.

En 1.965 se descubrieron los rescoldos del Big Bang, es decir, la radiación de fondo de microondas. Esos fotones bañan el universo entero, y se mueven en todas las direcciones posibles. Los fotones que emprendieron viaje hace miles de millones de años cuando el universo era más pequeño y caliente, fueron descubiertos por una antena de los laboratorios Bell en Nueva Jersey.

File:WMAP Leaving the Earth or Moon toward L2.jpg

 

                                                                 Imagen del WMAP de la anisotropía de la temperatura del CMB.

 

Así que el descubrimiento hizo imprescindible medir la distribución de las longitudes de onda, y se hizo. Por medio de la ecuación de Planck, esta medición de la temperatura media de lo que quiera (el espacio, las estrellas, polvo, un satélite, los pitidos de un satélite que se hubiese colado ocasionalmente) que haya estado bañándose en esos fotones.

Las mediciones últimas efectuadas por la NASA con el satélite COBE dieron un resultado de 2’73 grados sobre el cero absoluto (2’73 ºK). Esta radiación remanente es una prueba muy potente a favor de la teoría del Big Bang caliente.

Los astrofísicos pueden hablar tan categóricamente porque han calculado qué distancias separaban a dos regiones del cielo en el momento en que se emitió la radiación de microondas observadas por el COBE. Ese momento ocurrió 300.000 años después del Big Bang, no tan pronto como sería deseable, pero sí lo más cerca del principio que podemos.

Resulta que temperaturas iguales en regiones separadas del espacio que nunca habían estado en contacto y cuyas separaciones eran tan grandes que ni siquiera a la velocidad de la luz daba tiempo para que las dos regiones se comunicasen, y sin embargo, sí tenían la misma temperatura. La teoría del Big Bang no podía explicarlo; ¿un fallo?, ¿un milagro? Se dio en llamar a eso la crisis de la causalidad, o de la isotropía.

     Considerado a grandes escalas, el Universo es isotrópico

De la causalidad porque parecía que había una conexión causal entre distintas regiones del cielo que nunca debieran haber estado en contacto; de la isotropía porque donde quiera que mires a gran escala verás prácticamente el mismo patrón de estrellas, galaxias, cúmulos y polvo estelar. Se podría sobrellevar esto en un modelo del Big Bang diciendo que la similitud de las miles de millones de piezas del universo que nunca estuvieron en contacto es puro accidente. Pero no nos gustan los “accidentes”: los milagros están estupendamente si jugamos a la lotería, pero no en la ciencia. Cuando se ve uno, los científicos sospechan que algo más importante se nos mueve entre bastidores. Me parece que mi inclinación científica me hace poco receptivo a los milagros. Si algo para habrá que buscar la causa.

El segundo éxito de gran importancia del modelo del Big Bang tiene que ver con la composición de nuestro universo. Puede parecer que el mundo está hecho de aire, tierra, agua y fuego, pero si echamos un vistazo arriba y medimos con nuestros telescopios espectroscópicos, apenas sí encontramos algo más que hidrógeno, y luego helio. Entre ambos suman el 98% del universo que podemos ver. El resto se compone de los otros noventa elementos. Sabemos gracias a nuestros telescopios espectroscópicos las cantidades relativas de los elementos ligero, y hete aquí que los teóricos del Big Bang dicen que esas abundancias son precisamente las que cabría esperar. Lo sabemos así.

 

El universo prenatal tenía en sí toda la materia del universo que hoy observamos, es decir, unos cien mil millones de galaxias, cada una con cien mil millones de soles. Todo lo que hoy podemos ver estaba comprimido en un volumen muchísimos menos que la cabeza de un alfiler. La temperatura era alta, unos 1032 grados Kelvin, mucho más caliente que nuestros 273 ºK actuales. Y en consecuencia la materia estaba descompuesta en sus componentes primordiales.

Una imagen aceptable de aquello es la de una “sopa caliente”, o plasma, de quarks y leptones (o lo que haya dentro, si es que hay algo) en la que chocan unos contra otros con energías del orden de 1018 GeV, o un billón de veces la energía del mayor colisionador que cualquier físico pueda imaginarse construir. La gravedad era rugiente, con su poderoso (pero aún mal conocido) influjo en esta escala microscópica.

Tras este comienzo fantástico, vinieron la expansión y el enfriamiento. A medida que el universo se enfriaba, las colisiones eran menos violentas. Los quarks, en contacto íntimo los unos con los otros como partes del denso grumo que era el universo infantil, empezaron a coagularse en protones, neutrones y los demás hadrones. Antes, esas uniones se habrían descompuesto en las inmediatas y violentas colisiones, pero el enfriamiento no cesaba; aumentaba con la expansión y las colisiones eran cada vez más suaves.

                              La máquina del big bang reveló que, en aquellos primeros momentos…

Aparecieron  los protones y los neutrones, y se formaran núcleos estables. Este fue el periodo de nucleosíntesis, y como se sabe lo suficiente de física nuclear se pueden calcular las abundancias relativas de los elementos químicos que se formaron. Son los núcleos de elementos muy ligeros; los más pesados requieren de una “cocción” lenta en las estrellas.

Claro que, los átomos (núcleos más electrones) no se formaron hasta que la temperatura no cayó lo suficiente como para que los electrones se organizaran alrededor de los núcleos, lo que ocurrió 300.000 años después, más o menos. Así que, en cuanto se formaron los átomos neutros, los fotones pudieron moverse libremente, y ésta es la razón de que tengamos una información de fotones de microondas todavía.

La nucleosíntesis fue un éxito: las abundancias calculadas y las medidas coincidían. Como los cálculos son una mezcla íntima de física nuclear, reacciones de interacción débil y condiciones del universo primitivo, esa coincidencia es un apoyo muy fuerte para la teoría del Big Bang.

En realidad, el universo primitivo no era más que un laboratorio de acelerador con un presupuesto ilimitado. Nuestros astrofísicos tenían que saberlo todo acerca de los quarks y los leptones y las fuerzas para construir un modelo de evolución del universo. Los físicos de partículas reciben datos de su experimento grande y único. Por supuesto, para los tiempos anteriores a los 10-13 segundos, están mucho menos seguros de las leyes de la física. Así que, los astrofísicos azuzan a los teóricos de partículas para que se remanguen y contribuyan al torrente de artículos que los físicos teóricos lanzan al mundo con sus ideas: Higgs, unificación de cuerdas vibrantes, compuestos (qué hay dentro de los quarks) y un enjambre de teorías especulativas que se aventuran más allá del modelo estándar para construir un puente que nos lleve a la descripción perfecta del universo, de la Naturaleza. ¿Será posible algún día?

Esperemos a ver qué pasa con la historia que comenzaron Grabielle Veneziano, John Schwartz, André Neveu, Pierre Ramond, Jeff Harvey, Joel Sheik, Michael Green, David Gross y un dotado flautista de Hamelin que responde al nombre de Edward Witten.

La teoría de cuerdas es una teoría que nos habla de un lugar muy distante. Dice Leon Lederman que casi tan distante como Oz o la Atlántida; hablamos del dominio de Planck. No ha forma de que podamos imaginar datos experimentales en ese tiempo tan lejano; las energías necesarias (las de la masa de Planck) no están a nuestro alcance, lo que significa que no debemos perseverar.

Por lejos que esté… Siempre querremos llegar. ¿Qué habrá allí dónde nuestra vista no llega? ¿Cómo será aquel universo?

¿Por qué no podemos encontrar una teoría matemáticamente coherente (sin infinitos) que describa de alguna manera Oz? ¡Dejar de soñar, como de reír, no es bueno!

Pero en verdad, al final de todo esto, el problema es que siempre estarmos haciendo preguntas: Que si la masa crítica, que si el universo abierto, plano o cerrado… Que si la materia y energía del universo es más de la que se ve. Pasa lo contrario que con nuestra sabiduría (queremos hacer ver que hay más… ¡de la que hay!), que parece mucha y en realidad es tan poca que ni podemos contestar preguntas sencillas como, por ejemplo: ¿Quiénes somos?

          Ahí, ante esa pregunta “sencilla” nos sale una imagen movida que no deja ver con claridad

Sin embargo, hemos sabido imaginar para poder desvelar algunos otros secretos del universo, de la Naturaleza, del Mundo que nos acoge y, sabemos cómo nacen, viven y mueren las estrellas y lo que es una galaxia. Podemos dar cuenta de muchas cuestiones científicas mediante modelos que hemos ideado para explicar las cosas. No podemos físicamente llegar a otras galaxias y nos hemos inventado telescopios de inmensa capacidad para llegar hasta las galaxias situadas a 12.000 millones de años luz de la Tierra. También, hemos sabido descifrar el ADN y, si ninguna catástrofe lo remedia… ¡Viajaremos por las estrellas!

Claro que, sabemos representar los Modelos de Universo que imaginamos, y, aún no hemos llegado a saber lo que el Universo es. ¡Nuestra imaginación! que siempre irá por delante de la realidad que nos rodea y que no siempre sabemos ver. Todo es, como dijo aquel, la belleza que se nos regala: “La unidad de la variedad”. Además, no debemos olvidar que, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas.

emilio silvera

Sólo en nuestra Galaxia, miles de planetas habitables.

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 Recordemos este reportaje.

CIENCIA

josé manuel nieves / madrid

Nuevos cálculos implican la existencia potencial de mucha agua y, lo más importante, de mucha vida.

 

 

Miles de millones de planetas en zona habitable, solo en nuestra galaxia
Archivo

Hasta ahora, los astrónomos han descubierto ya miles de exoplanetas en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Mundos lejanos que giran alrededor de otras estrellas y muchos de los cuales, además, forman parte de sistemas planetarios que recuerdan a nuestro Sistema Solar. La sonda Kepler, especialmente diseñada para esta búsqueda, es el instrumento que más planetas extrasolares ha descubierto hasta ahora. Y ha sido precisamente utilizando sus datos como un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Australia y el Instituto Niels Bohr, en Copenhague, ha calculado cuál es la probabilidad de que las estrellas de nuestra galaxia tengan planetas en la zona habitable, esto es, a la distancia precisa de ellas para permitir que exista agua líquida en sus superficies.

Los resultados han sido sorprendentes. De hecho, los cálculos muestran que miles de millones de estrellas de nuestra galaxia pueden tener entre uno y tres planetas en sus zonas habitables, lo que implica la existencia potencial de mucha agua y, lo más importante, de mucha vida. El esperanzador estudio se publica hoy en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Gracias a los instrumentos del Kepler los astrónomos han descubierto ya cerca de mil planetas alrededor de estrellas de nuestra galaxia y trabajan ahora para confirmar otros tres mil potenciales. Muchas estrellas cuentan con sistemas que contienen entre dos y seis planetas, aunque podría ser que hubiera más fuera del alcance de los instrumentos de la sonda Kepler, que está mejor equipada para buscar mundos grandes y que estén relativamente cerca de sus soles.

Pero los mundos que orbitan muy cerca de sus estrellas suelen ser demasiado calientes para la vida. Por eso, los investigadores han tratado de averiguar si también podría haber mundos algo más lejos de esos soles, en sus zonas habitables, donde el agua y la vida son teóricamente posibles. Para conseguirlo, los autores del estudio han llevado a cabo una serie de cálculos basados en una nueva versión de un método que tiene ya 250 años de antigüedad y que se conoce como la Ley de Titus-Bode.

Una ley planetaria

Formulada alrededor del año 1770, esta ley permitió calcular la posición exacta de Urano mucho antes de que fuera descubierto. La Ley de Titus-Bode afirma que existe una relación entre los periodos orbitales de los distintos planetas de nuestro sistema solar. Así, la relación entre el periodo orbital del primer y segundo planeta es la misma que existe entre el segundo y el tercero, que entre el tercero y el cuarto y así sucesivamente. Por eso, si sabemos cuánto tardan algunos de los planetas en completar una órbita alrededor de su estrella, es posible calcular cuánto tardarían otros planetas que aún no conocemos en hacer lo mismo, lo que nos permitiría calcular su posición.

“Decidimos usar este método para calcular las posiciones potenciales de planetas en 151 sistemas en los que Kepler ya había encontrado entre tres y seis mundos -explica Steffen Kjaer Jacobsen, del Instituto Niels Bohr-. En 124 de los sistemas planetarios, la Ley de Titus-Bode logró fijar la posición de los planetas. Usando el mismo método, intentamos predecir dónde podría haber más planetas algo más externos en esos sistemas solares. Pero sólo hicimos los cálculos para planetas cuya existencia pudiera después ser confirmada con los instrumentos del propio Kepler”.

En 27 de los 151 sistemas planetarios analizados, los planetas observados no se ajustaban, a primera vista, a la Ley de Titus-Bode. Por lo que los investigadores intentaron encajar los planetas en el “patrón” en el que los planetas deberían ubicarse. Luego añadieron los planetas aparentemente “perdidos” entre los que ya eran conocidos y añadieron, por último, un planeta adicional en cada sistema, más allá del mundo más lejano conocido. De este modo, lograron predecir un total de 228 planetas en los 151 sistemas planetarios.

“Hicimos entonces una lista prioritaria con 77 planetas de 40 sistemas planetarios -explica Jacobsen-. Los que tenían más posibilidades de ser vistos por Kepler. Y animamos a otros investigadores a buscar esos mundos. Si los encuentran, sería un indicativo de que el método se sostiene”.

Los planetas más cercanos a sus estrellas están demasiado calientes como para tener agua y vida. Y los más alejados tampoco sirven por todo lo contrario: son demasiado fríos. Pero entre estos extremos está la zona habitable, donde el agua y la vida son teóricamente posibles. Por supuesto, la zona habitable varía de estrella a estrella, y depende de lo grande y brillante que ésta sea.

Por eso, los investigadores calcularon el posible número de planetas en las zonas habitables basándose en esos mundos “extra”, que habían añadido a los 151 sistemas planetarios estudiados siguiendo la Ley de Titus-Bode. Y el resultado fue de entre uno y tres planetas en la zona habitable para cada uno de los sistemas.

Sólidos y con agua líquida

 

 

Más allá de los 151 sistemas planetarios analizados, los científicos se fijaron también en otros 31 sistemas en los que ya se ha descubierto algún planeta en las zonas habitables o en los que bastaba con añadir un solo mundo extra para llevar a cabo los cálculos.

“En estos 31 sistemas planetarios -asegura Jacobsen- nuestros cálculos mostraron que tienen una media de dos mundos dentro de la zona habitable. Según las estadísticas y las indicaciones que tenemos, un buen porcentaje de esos planetas serían sólidos, con agua líquida y con posibilidades de albergar vida”.

Si extrapolamos estos resultados al resto de nuestra galaxia, significaría que sólo aquí, en la Vía Láctea, podría haber miles de millones de estrellas con planetas en la zona privilegiada para la vida. Jacobsen asegura que lo que pretende ahora es animar a otros investigadores para que rebusquen en los datos de Kepler y comprueben si los planetas predichos por él y su equipo existen realmente y se encuentran en las posiciones calculadas.

Publica: emilio silvera

El fascinante “universo” de las partículas

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

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La radiación alfa consiste en núcleos de helio-4 (4He) y es detenida fácilmente por una hoja de papel. La radiación Beta que consiste en electrones, es detenida por una placa de aluminio. La radiación gamma es finalmente absorbida cuando penetra en un material denso. El plomo es bueno en la absorción de la radiación gamma, debido a su densidad.

¿Qué no será capaz de inventar el hombre para descubrir los misterios de la naturaleza?

Ha pasado mucho tiempo desde que Rutherford identificara la primera partícula nuclear (la partícula alfa). El camino ha sido largo y muy duro, con muchos intentos fallidos antes de ir consiguiendo los triunfos (los únicos que suenan), y muchos han sido los nombres que contribuyen para conseguir llegar al conocimiento del átomo y del núcleo actual; los electrones circulando alrededor del núcleo, en sus diferentes niveles, con un núcleo compuesto de protones y neutrones que, a su vez, son constituidos por los quarks allí confinados por los gluones, las partículas mediadoras de la fuerza nuclear fuerte. Pero, ¿qué habrá más allá de los quarks?, ¿las supercuerdas vibrantes? Algún día se sabrá.

Partículas

El universo de las partículas es fascinante. Cuando las partículas primarias chocan con átomos y moléculas en el aire, aplastan sus núcleos y producen toda clase de partículas secundarias. En esta radiación secundaria (aún muy energética) la que detectamos cerca de la Tierra, por los globos enviados a la atmósfera superior, han registrado la radiación primaria.

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El físico estadounidense Robert Andrews Millikan, que recogió una gran cantidad de información acerca de esta radiación (y que le dio el nombre de rayos cósmicos), decidió que debería haber una clase de radiación electromagnética. Su poder de penetración era tal que, parte del mismo, atravesaba muchos centímetros de plomo. Para Millikan, esto sugería que la radiación se parecía a la de los penetrantes rayos gamma, pero con una longitud de onda más corta.

Otros, sobre todo el físico norteamericano Holly Compton, no estaban de acuerdo en que los rayos cósmicos fuesen partículas. Había un medio para investigar este asunto; si se trataba de partículas cargadas, deberían ser rechazadas por el campo magnético de la Tierra al aproximarse a nuestro planeta desde el espacio exterior. Compton estudió las mediciones de la radiación cósmica en varias latitudes y descubrió que en realidad se curvaban con el campo magnético: era más débil cera del ecuador magnético y más fuerte cerca de los polos, donde las líneas de fuerza magnética se hundían más en la Tierra.

Las partículas cósmicas primarias, cuando entran en nuestra atmósfera, llevan consigo unas energías fantásticas, muy elevadas. En general, cuanto más pesado es el núcleo, más raro resulta entre las partículas cósmicas. Núcleos tan complejos como los que forman los átomos de hierro se detectaron con rapidez; en 1.968, otros núcleos como el del uranio. Los núcleos de uranio constituyen sólo una partícula entre 10 millones. También se incluirán aquí electrones de muy elevada energía.

Ahora bien, la siguiente partícula inédita (después del neutrón) se descubrió en los rayos cósmicos. A decir verdad, cierto físico teórico había predicho ya este descubrimiento. Paul Adrien Dirac había aducido, fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las partículas subatómicas, que cada partícula debería tener su antipartícula (los científicos desean no sólo que la naturaleza sea simple, sino también simétrica). Así pues, debería haber un antielectrón, salvo por su carga que sería positiva y no negativa, idéntico al electrón; y un antiprotón, con carga negativa en vez de positiva.

En 1.930, cuando Dirac expuso su teoría, no llamó demasiado la atención en el mundo de la ciencia. Pero, fiel a la cita, dos años después apareció el antielectrón. Por entonces, el físico americano Carl David Anderson trabajaba con Millikan en un intento por averiguar si los rayos cósmicos eran radiación electromagnética o partículas. Por aquellas fechas, casi todo el mundo estaba dispuesto a aceptar las pruebas presentadas por Compton, según las cuales, se trataría de partículas cargadas; pero Millikan no acababa de darse por satisfecho con tal solución.

La existencia de los pòsitrones puede llegar a ser indefinida, lo que ocurre es que, al estar en un universo repleto de electrones, cuando apenas han iniciado su veloz carrera se encuentran con uno y, su carrera, dura apenas una millonésima de segundo y, el electrón y el positrón quedan asociados y giran alrededor de un centro de fuerza común


Anderson se propuso averiguar si los rayos cósmicos que penetraban en una cámara de ionización se curvaban bajo la acción de un potente campo magnético. Al objeto de frenar dichos rayos lo suficiente como para detectar la curvatura, si la había, puso en la cámara una barrera de plomo de 6’35 mm de espesor. Descubrió que, cuando cruzaba el plomo, la radiación cósmica trazaba una estela curva a través de la cámara; y descubrió algo más. A su paso por el plomo, los rayos cósmicos energéticos arrancaban partículas de los átomos de plomo. Una de esas partículas dejó una estela similar a la del electrón. ¡Allí estaba, pues, el antielectrón de Dirac! Anderson le dio el nombre de positrón. Tenemos aquí un ejemplo de radiación secundaria producida por rayos cósmicos. Pero aún había más, pues en 1.963 se descubrió que los positrones figuraban también entre las radiaciones primarias.

Abandonado a sus propios medios, el positrón es tan estable como el electrón (¿y por qué no habría de serlo si el idéntico al electrón, excepto en su carga eléctrica?). Además, su existencia puede ser indefinida. Ahora bien, en realidad no queda abandonado nunca a sus propios medios, ya que se mueve en un universo repleto de electrones. Apenas inicia su veloz carrera (cuya duración ronda la millonésima de segundo), se encuentra ya con uno.

Así, durante un momento relampagueante quedaron asociados el electrón y el positrón; ambas partículas girarán en torno a un centro de fuerza común. En 1.945, el físico americano Arthur Edwed Ruark sugirió que se diera el nombre de positronio a este sistema de dos partículas, y en 1.951, el físico americano de origen austriaco  Martin Deutsch consiguió detectarlo guiándose por los rayos gamma característicos del conjunto.

Pero no nos confundamos, aunque se forme un sistema positronio, su existencia durará, como máximo, una diezmillonésima de segundo. El encuentro del electrón-positrón provoca un aniquilamiento mutuo; sólo queda energía en forma de radiación gamma. Ocurre pues, tal como había sugerido Einstein: la materia puede convertirse en energía y viceversa. Por cierto, que Anderson consiguió detectar muy pronto el fenómeno inverso: desaparición súbita de rayos gamma para dar origen a una pareja electrón-positrón. Este fenómeno se llama producción en pareja. Anderson compartió con Hess el premio Nobel de Física de 1.936.

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Poco después, los Joliot-Curie detectaron el positrón por otros medios, y al hacerlo así realizaron, de paso, un importante descubrimiento. Al bombardear los átomos de aluminio con partículas alfa, descubrieron que con tal sistema no sólo se obtenían protones, sino también positrones. Cuando suspendieron el bombardeo, el aluminio siguió emitiendo positrones, emisión que sólo con el tiempo se debilitó. Aparentemente habían creado, sin proponérselo, una nueva sustancia radiactiva. He aquí la interpretación de lo ocurrido según los Joliot-Curie: cuando un núcleo de aluminio absorbe una partícula alfa, la adición de los dos protones transforma el aluminio (número atómico 13) en fósforo (número atómico 15). Puesto que las partículas alfa contienen cuatro nucleones en total, el número masivo se eleva 4 unidades, es decir, del aluminio 27 al fósforo 31. Ahora bien, si al reaccionar se expulsa un protón de ese núcleo, la reducción en una unidad de sus números atómicos y masivos hará surgir otro elemento, o sea, el silicio 30.

Puesto que la partícula alfa es el núcleo del helio, y un protón es el núcleo del hidrógeno, podemos escribir la siguiente ecuación de esta reacción nuclear:

aluminio 27 + helio 4 = silicio 30 + hidrógeno 1

Nótese que los números másicos se equilibran:

27 + 4 = 30 + 1

Adentrarse en el universo de las partículas que componen los elementos de la tabla periódica, y en definitiva, la materia conocida, es verdaderamente fantástico.

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Tan pronto como los Joliot-Curie crearon el primer isótopo radiactivo artificial, los físicos se lanzaron en tropel a producir tribus enteras de ellas. En realidad, las variedades radiactivas de cada elemento en la tabla periódica son producto de laboratorio. En la moderna tabla periódica, cada elemento es una familia con miembros estables e inestables, algunos procedentes de la naturaleza, otros sólo del laboratorio. Por ejemplo, el hidrógeno presenta tres variedades: en primer lugar, el corriente, que tienen un solo protón. En 1.932, el químico Harold Urey logró aislar el segundo. Lo consiguió sometiendo a lenta evaporación una gran cantidad de agua, de acuerdo con la teoría de que los residuos representarían una concentración de la forma más pesada del hidrógeno que se conocía, y, en efecto, cuando se examinaron al espectroscopio las últimas gotas de agua no evaporadas, se descubrió en el espectro una leve línea cuya posición matemática revelaba la presencia de hidrógeno pesado.

El núcleo de hidrógeno pesado está constituido por un protón y un neutrón. Como tiene un número másico de 2, el isótopo es hidrógeno. Urey llamó a este átomo deuterio (de la voz griega deutoros, “segundo”), y el núcleo deuterón. Una molécula de agua que contenga deuterio se denomina agua pesada, que tiene puntos de ebullición y congelación superiores al agua ordinaria, ya que la masa del deuterio es dos veces mayor que la del hidrógeno corriente. Mientras que ésta hierve a 100º C y se congela a 0º C, el agua pesada hierve a 101’42º C y se congela a 3’79º C. El punto de ebullición del deuterio es de -23’7º K, frente a los 20’4º K del hidrógeno corriente. El deuterio se presenta en la naturaleza en la proporción de una parte por cada 6.000 partes de hidrógeno corriente. En 1.934 se otorgó a Urey el premio Nobel de Química por su descubrimiento del deuterio.

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El deuterio resultó ser una partícula muy valiosa para bombardear los núcleos. En 1.934, el físico australiano Marcus Lawrence Edwin Oliphant y el austriaco P. Harteck atacaron el deuterio con deuterones y produjeron una tercera forma de hidrógeno, constituido por un protón y dos neutrones. La reacción se planteó así:

hidrógeno 2 + hidrógeno 2 = hidrógeno 3 + hidrógeno 1

Este nuevo hidrógeno superpesado se denominó tritio (del griego tritos, “tercero”); su ebullición a 25º K y su fusión  a 20’5º K.

Como es mi costumbre, me desvío del tema y sin poderlo evitar, mis ideas (que parecen tener vida propia), cogen los caminos más diversos. Basta con  un fugaz recuerdo; lo sigo y me lleva a destinos distintos de los que me propuse al comenzar. Así, en este caso, me pasé a la química, que también me gusta mucho y está directamente relacionada con la física; de hecho son hermanas: la madre, las matemáticas, la única que finalmente lo podrá explicar todo.

emilio silvera

¡La Vida en el Universo!

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 Aunque el artículo es antiguo, lo vuelvo a traer para recordar que existe el programa y que hay gente trabajando en él cada día. Es cierto que estamos ausentes de éstos trabajos que se llevan a cabo en silencio y que generan pocas noticias, ya que, el día que tengan que decir algo… ¡Será una conmoción mundial!

Veamos el reportaje.

Seth Shostack, en su despacho del SETI en Silicon Valley
                                Seth Shostack, en su despacho del SETI en Silicon Valley. / P. X -S.

 El SETI es el centro privado que heredó de la NASA el programa que escudriña el Espacio Exterior en busca de señales de radio de otra Civilización. “Pensar que estamos solos en el Universo es como creer en milagros” Dice el responsable.

Algunos científicos lo llaman el efecto risitas. Es la reacción, inevitable para mucha gente, que se produce cuando alguien comienza a hablar de extraterrestres. Una media sonrisa, una risita apagada que inmediatamente anula el efecto de lo que se quiera decir. Los expertos en buscar vida en otros planetas están acostumbrados. Cuando le preguntan a Seth Shostak en una fiesta a qué se dedica, ¿qué dice? “Digo que arreglo coches”, bromea. Es más fácil eso que explicar que es el director del Instituto para la Búsqueda de Vida Inteligente Extraterrestre (SETI, en sus siglas en inglés).

 

 

           “Si hubiera una señal, sonaría como un tono, una flauta dentro del ruido”

 

El SETI es probablemente el lugar del mundo donde más en serio se toma esta cuestión. Situado en un edificio de oficinas en Mountain View, California, en el corazón de Silicon Valley, se trata de un centro privado que heredó lo que una vez fue un programa oficial de la NASA: escuchar el espacio en busca de una señal de radio de otra civilización. Su director será una de las dos o tres primeras personas en el mundo que se enterarán el día en que nos contacten los extraterrestres, algo que en este lugar no es una especulación, es una certeza.

La búsqueda de una señal desde el espacio comenzó en los años 60 del pasado siglo, cuando los extraterrestres ya habían invadido la cultura popular. “Era cultura pop, pero no tanto”, dice Shostak. “A mitad de siglo ya había científicos serios pensando en la posibilidad de vida en Marte”. Marconi o Tesla también habían teorizado sobre contactar con Marte. “La idea de la vida en el espacio es antigua. La idea de contactar con ellos es del último medio siglo”.

 

 

 

Antenas del telescopio Allen, en el norte de California, con las que el SETI escucha el universo en busca de una señal de vida. / SETI

 

Cuando Shostak se unió al SETI, en 1990, era un programa oficial de la NASA. Fue cancelado en 1992, apenas un año después de comenzar a escuchar, dentro de una negociación presupuestaria en el Congreso. Desde entonces, no se ha podido volver a presentar una propuesta para gastar dinero público en SETI sin ser víctima del efecto risitas. Fue un grupo de inversores de Silicon Valley los que retomaron el programa y lo mantienen con fondos privados. Shostak afirma que el programa federal se podría recuperar con un presupuesto de solo un millón de dólares al año. Pone como ejemplo que el Congreso encontró bien rápido los fondos para un programa que se dedica a vigilar asteroides cuando, en 1994, vieron las imágenes del cometa Shoemaker impactando contra Júpiter y provocando explosiones del tamaño de la Tierra: merecía la pena saber algo más de la trayectoria de los asteroides.

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“La física es igual en todas partes, damos por hecho que una civilización extraterrestre conoce la radio como conoce la rueda…”

 

En el piso de Mountain View que hoy alberga el SETI hay pocas referencias a hombrecillos verdes. Las antenas están a 500 kilómetros hacia el norte. El ambiente de oficina está decorado con mapas celestes y fotos de lugares extremos de nuestro planeta. En una estantería se alinean lo que parecen globos terráqueos hasta que se miran de cerca. Son mapas globo de los planetas y lunas donde es más probable que haya vida, hechos con imágenes de satélite. Calisto, Europa, Ío, Ganímedes… Para el que solo conoce la capa más pop de la vida extraterrestre, el satélite Europa es el más famoso, desde que Arthur C. Clarke lo convirtió en el hogar de la próxima civilización del sistema solar en 2010: Odisea Dos. “Europa es uno de ellos, pero no necesariamente el mejor”, aclara Shostak.

En uno de mis trabajos en éste blog decía: “Pero está claro que todo el proceso estelar evolutivo inorgánico nos condujo desde el simple gas y polvo cósmico a la formación de estrellas y nebulosas … Allñi surgen nuevos sistemas planetarios y, en alguno de sus mundos, como ocurrió en la Tierra, podrán surgir formas de vida que evolucionarán con el Tiempo hasta los pensamientos.

Sigue el reportaje.

Muchas de las imágenes del planeta Marte, nos hablan de secretos que… ¿De dónde sale el metano allí detectado? ¿Lo producen metanógenos?

El pasado marzo, Shostak escribió un artículo en The New York Times que abría el debate a un cambio de estrategia: enviar mensajes al espacio en vez de escuchar pasivamente. La mera posibilidad provocó un debate fenomenal, en el que personalidades como Elon Musk (SpaceX) o el astrónomo Geoff Marcy advertían de los peligros de exponernos a una civilización cuyas intenciones desconocemos. De repente, en los primeros meses de 2015, el debate sobre extraterrestres se ha vuelto muy serio. Shostak aclara que actualmente no están emitiendo señales, pero dice que hay quien quiere hacerlo en su equipo. Cree que “es más útil escuchar”, pero si se hiciera, propone emitir toda la información de los servidores de Google. Suele comparar su exploración con la de Cristóbal Colón: “Es como decirle a Colón: ‘mejor no vayas hacia el oeste porque puedes encontrarte con una civilización hostil que venga a Europa y la destruya”.

También se llega a la conclusión de que casi todas las estrellas similares al Sol tienen planetas a su alrededor. Hay un 17% de estrellas que tiene planetas …

Si miras a 100 estrellas, 20 de ellas tienen planetas como la Tierra

Otra cuestión es si esa supuesta civilización utilizará medios de comunicación que se puedan captar con las antenas que usamos. “La radio es como la rueda”, afirma Shostak. Si han llegado al nivel de civilización que les permita enviar mensajes por el espacio, forzosamente utilizan radio. “La física es igual en todas partes, damos por hecho que conocen la radio como conocen la rueda”. la búsqueda SETI da por hecho que hay otras formas de vida no muy lejanas, que alguna de ellas ha desarrollado una civilización inteligente al menos tan avanzada como el ser humano, y que tratan de explorar el universo igual que nosotros. Es una cuestión de estadística. “Si miras a 100 estrellas, 20 de ellas tienen planetas como la Tierra”, explica Shostak. “El análisis del telescopio Kepler revela que una de cada cinco estrellas tienen planetas que pueden tener vida. Eso son decenas de miles de posibilidades, solo en la Vía Láctea. Pueden ser estériles, pero eso nos convertiría en un milagro. Y en la ciencia, cuando crees en los milagros normalmente te equivocas”.

¿Confirman que unas enigmáticas ondas de radio provienen del espacio exterior?

¿Y el día que llegue esa señal? El imaginario popular ve esa señal como una especie de borrón, un ruido confuso pero con alguna lógica interna que destaca entre el zumbido seco del universo. La película Contact (1997) obtuvo una nominación al Óscar al mejor sonido por su emocionante recreación de un supuesto contacto extraterrestre por radio. Pero el hombre que probablemente será el primero en escucharlo, Shostak describe así lo que lleva esperando toda su vida: “No buscamos sonidos, sino bandas, números. Si esos números se convierten en audio, suena ruido. Si hubiera una señal en él, sonaría como un tono, una flauta dentro del ruido”.

Una conversación con Seth Shostak una mañana de abril puede acabar en un debate sobre si la radio de ET era lo bastante potente como para llamar a su casa. Ha trabajado como asesor científico en películas (el remake de Ultimátum a la Tierra) y conoce y disfruta toda la cultura popular alrededor de los extraterrestres. Pero es absolutamente serio cuando afirma que encontraremos vida inteligente fuera de la Tierra, quizá antes de dos décadas, gracias al ritmo al que evoluciona la tecnología que escucha el universo y procesa el ruido. ¿Y qué pasará ese día? “Será noticia cinco días y luego cada uno volvería a lo suyo”.

Cuando el trabajo es imaginar extraterrestres

El SETI no solo se dedica a escuchar el universo. Alrededor de este programa trabajan unos 150 especialistas en distintos proyectos con aplicaciones en la búsqueda de vida extraterrestre. La mayoría son astrobiólogos, que desarrollan en estas instalaciones su trabajo sobre condiciones de vida extremas en la Tierra, un tipo de estudios que sirve para imaginar la vida que se podría generar en sistemas helados o ardientes. El español Pablo Sobrón trabaja en SETI desde 2012. “Mi trabajo se centra en explorar nuevas formas de vida en entornos inhóspitos de nuestro planeta como el Ártico, la Antártida, desiertos, montañas y el fondo oceánico”, explica Sobrón en un correo electrónico.

Sobrón está ahora en un grupo de investigación para explorar la vida en los océanos. “Los mejores escenarios para la evolución de vida en el sistema solar son posiblemente los océanos de los satélites Europa y Encedalus (Júpiter y Saturno, respectivamente). Estas dos lunas heladas albergan océanos de agua líquida bajo una corteza de hielo y es posible que existan chimeneas hidrotermales en el fondo de los mismos”, que es posiblemente el entorno en el que surgió la vida en la Tierra. “Por tanto, Europa y Encedalus son objetivos prioritarios en la búsqueda de vida fuera de la Tierra”.

En un despacho del SETI, por ejemplo, trabaja David Hinson, especialista en meteorología espacial. Una especie de hombre del tiempo de Marte. Su trabajo consiste en predecir el tiempo en la superficie, una información fundamental si uno quiere hacer aterrizar una nave allí. “Cuando iban a mandar la nave Viking a Marte, querían aterrizar en el sitio más seguro. La estructura atmosférica y los vientos en ese momento son muy importantes”.

En este lugar, la búsqueda de vida extraterrestre es una cuestión científica de primer orden. Hay alguien imaginando cómo sería una forma de vida en condiciones extremas y buscando respuestas en el fondo del océano o en las toberas de un avión, hay alguien intentando predecir el tiempo en esos lugares y, sobre todo, alguien escuchando, por si hubiera otros, en otro lugar, haciendo lo mismo.

Publica: emilio silvera