jueves, 08 de diciembre del 2022 Fecha
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El Micro Mundo de los Átomos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Cuántica    ~    Comentarios Comments (4)

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Cuando por primera vez se puso este trabajo, dio lugar a comentarios que nos llevan hasta la realidad de hasta donde, resulta para nosotros incomprensible ese micro mundo de la cuántica, ese “universo” infinitesimal donde ocurren cosas que, no llegamos a comprender.

Sí, existe otro mundo que no vemos pero, ¡está en éste!

La mecánica cuántica domina en el micromundo de los átomos y de las partículas “elementales”. Nos enseña que en la naturaleza cualquier masa, por sólida o puntual que pueda parecer, tiene un aspecto ondulatorio. Esta onda no es como una onda de agua.  Es una onda de información. Nos indica la probabilidad de detectar una partícula. La longitud de onda de una partícula, la longitud cuántica, se hace menor cuanto mayor es la masa de esa partícula.

 

Por el contrario, la relatividad general era siempre necesaria cuando se trataba con situaciones donde algo viaja a la velocidad de la luz, o está muy cerca o donde la gravedad es muy intensa. Se utiliza para describir la expansión del universo o el comportamiento en situaciones extremas, como la formación de agujeros negros. Sin embargo, la gravedad es muy débil comparada con las fuerzas que unen átomos y moléculas y demasiado débil para tener cualquier efecto sobre la estructura del átomo o de partículas subatómicas, se trata con masas tan insignificantes que la incidencia gravitatoria es despreciable. Todo lo contrario que ocurre en presencia de masas considerables como planetas, estrellas y galaxias, donde la presencia de la gravitación curva el espacio y distorsiona el tiempo.

http://elojocondientes.files.wordpress.com/2011/03/la-tierra-no-es-redonda.png

La Gravedad hace que la Tierra se vea como un mapa. Es una vista altamente exagerada, pero ilustra a las claras cómo la atracción gravitatoria que se manifiesta desde la masa de roca bajo nuestros pies no es la misma en todo lugar. La gravedad es más fuerte en áreas amarillas y más débil en las azules. (Imagen tomada por el satélite Goce)

Como resultado de estas propiedades antagónicas, la teoría cuántica y la teoría relativista gobiernan reinos diferentes, muy dispares, en el universo de lo muy pequeño o en el universo de lo muy grande. Nadie ha encontrado la manera de unir, sin fisuras, estas dos teorías en una sola y nueva de Gravedad-Cuántica.

¿Cuáles son los límites de la teoría cuántica y de la teoría de la relatividad general de Einstein? Afortunadamente, hay una respuesta simple y las unidades de Planck nos dicen cuales son.

File:Observable universe logarithmic illustration.png

Supongamos que tomamos toda la masa del universo visible y determinamos su longitud de onda cuántica. Podemos preguntarnos en qué momento esta longitud de onda cuántica del universo visible superará su tamaño.  La respuesta es: cuando el universo sea más pequeño en tamaño que la longitud de Planck, es decir, 10-33  centímetros, más joven que el Tiempo de Planck, 10-43 segundos y supere la temperatura de Planck de 1032 grados.  Las unidades de Planck marcan la frontera de aplicación de nuestras teorías actuales. Para comprender en que se parece el mundo a una escala menor que la longitud de Planck tenemos que comprender plenamente cómo se entrelaza la incertidumbre cuántica con la gravedad. Para entender lo que podría haber sucedido cerca del suceso que estamos tentados a llamar el principio del universo, o el comienzo del tiempo, tenemos que penetrar la barrera de Planck. Las constantes de la naturaleza marcan las fronteras de nuestro conocimiento existente y nos dejan al descubierto los límites de nuestras teorías.

En los intentos más recientes de crear una teoría nueva para describir la naturaleza cuántica de la gravedad ha emergido un nuevo significado para las unidades naturales de Planck. Parece que el concepto al que llamamos “información” tiene un profundo significado en el universo. Estamos habituados a vivir en lo que llamamos “la edad de la información”.  La información puede ser empaquetada en formas electrónicas, enviadas rápidamente y recibidas con más facilidad que nunca antes.

Los tiempos cambian y la manera de informar también, lejos nos queda ya aquellos toscos aparatos impresores del pasado, ahora, en espacios muy reducidos, tenemos guardada más información que antes había en una colección de libros.

Nuestra evolución en el proceso rápido y barato de la información se suele mostrar en una forma que nos permite comprobar la predicción de Gordon Moore, el fundador de Intel, llamada ley de Moore, en la que, en 1.965, advirtió que el área de un transistor se dividía por dos aproximadamente cada 12 meses. En 1.975 revisó su tiempo de reducción a la mitad hasta situarlo en 24 meses. Esta es “la ley de Moore” cada 24 meses se obtiene una circuiteria de ordenador aproximadamente el doble, que corre a velocidad doble, por el mismo precio, ya que, el coste integrado del circuito viene a ser el mismo, constante.

grid computing

Los límites últimos que podemos esperar para el almacenamiento y los ritmos de procesamiento de la información están impuestos por las constantes de la naturaleza. En 1.981, el físico israelí, Jacob Bekenstein, hizo una predicción inusual que estaba inspirada en su estudio de los agujeros negros.  Calculó que hay una cantidad máxima de información que puede almacenarse dentro de cualquier volumen. Esto no debería sorprendernos. Lo que debería hacerlo es que el valor máximo está precisamente determinado por el área de la superficie que rodea al volumen, y no por el propio volumen. El número máximo de bits de información que puede almacenarse en un volumen viene dado precisamente por el cómputo de su área superficial en unidades de Planck. Supongamos que la región es esférica. Entonces su área superficial es precisamente proporcional al cuadrado de su radio, mientras que el área de Planck es proporcional a la longitud de Planck al cuadrado, 10-66 cm2.  Esto es muchísimo mayor que cualquier capacidad de almacenamiento de información producida hasta ahora. Asimismo, hay un límite último sobre el ritmo de procesamiento de información que viene impuesto por las constantes de la naturaleza.

 

La información llega a todos los rincones del Mundo

 

No debemos descartar la posibilidad de que seamos capaces de utilizar las unidades de Planck-Stoney para clasificar todo el abanico de estructuras que vemos en el universo, desde el mundo de las partículas elementales hasta las más grandes estructuras astronómicas.  Este fenómeno se puede representar en un gráfico que recree la escala logarítmica de tamaño desde el átomo a las galaxias.

Todas las estructuras del universo existen porque son el equilibrio de fuerzas dispares y competidoras que se detienen o compensan las unas a las otras; la atracción y la repulsión. Ese es el equilibrio de las estrellas donde la repulsión termonuclear tiende a expandirla y la atracción (contracción) de su propia masa tiende a comprimirla; así, el resultado es la estabilidad de la estrella. En el caso del planeta Tierra, hay un equilibrio entre la fuerza atractiva de la gravedad y la repulsión atómica que aparece cuando los átomos se comprimen demasiado juntos. Todos estos equilibrios pueden expresarse aproximadamente en términos de dos números puros creados a partir de las constantes e, h, c, G y mprotón.

α = 2πe2 / hc ≈ 1/137

αG = (Gmp2)2 / hc ≈ 10-38

La identificación de constantes adimensionales de la naturaleza como a (alfa) y aG, junto con los números que desempeñan el mismo papel definitorio para las fuerzas débil y fuerte de la naturaleza, nos anima a pensar por un momento en mundos diferentes del nuestro.

Estos otros mundos pueden estar definidos por leyes de la naturaleza iguales a las que gobiernan el universo tal como lo conocemos, pero estarán caracterizados por diferentes valores de constantes adimensionales. Estos cambios numéricos alterarán toda la fábrica de los mundos imaginarios. Los átomos pueden tener propiedades diferentes. La gravedad puede tener un papel en el mundo a pequeña escala.  La naturaleza cuántica de la realidad puede intervenir en lugares insospechados.

Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la naturaleza (así lo creían Einstein y Planck).  Si se duplica el valor de todas las masas no se puede llegar a saber, porque todos los números puros definidos por las razones de cualquier par de masas son invariables.

Resultado de imagen de Números puros adimensionalesResultado de imagen de Números puros adimensionales

Cuando surgen comentarios de números puros y adimensionales, de manera automática aparece en mi mente el número 137. Ese número encierra más de lo que estamos preparados para comprender; me hace pensar y mi imaginación se desboca en múltiples ideas y teorías. Einstein era un campeón en esta clase de ejercicios mentales que él llamaba “libre invención de la mente”. El gran físico creía que no podríamos llegar a las verdades de la naturaleza sólo por la observación y la experimentación. Necesitamos crear conceptos, teorías y postulados de nuestra propia imaginación que posteriormente deben ser explorados para averiguar si existe algo de verdad en ellos. Con los adelantos actuales, estudiando la luz lejana de cuásares muy antiguos, se estudia si la constante de estructura fina (α) ha variado con el paso del tiempo.

El Universo es muy grande, inmensamente grande y, probablemente, todo lo que nuestras mentes puedan imaginar podrá exisitr en alguna parte de esas regiones perdidas en las profundidades cósmicas, en los confines del Espacio- Tiempo, en lugares ignotos de extraña belleza en los que otros mundos y otras criaturas tendrán, su propio habitat que, siendo diferente al nuestro, también, sus criaturas, estarán buscando el significado de las leyes del Universo.

emilio silvera

Biología de las estrellas

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

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¿Es viejo el Universo?

Nuevas estrellas, vientos estelares, radiación, energías, estrellas de neutrones o púlsares, agujeros negros, enanas rojas y blancas, ¿estrellas de Quarks? ¿materia oscura? mundos…¿Civilizaciones? ¡El Universo! Lo que todo lo contiene, ahí estan presentes todas las cosas que existen y las que tienen que existir… El espaciotiempo, las fuerzas fundamentales de la Naturaleza…¡La Vida!

Cuando pensamos en la edad y el tamaño del Universo lo hacemos generalmente utilizando medidas de tiempo y espacio como años, kilómetros o años-luz. Como y a hemos visto, estas medidas son extraordinariamente antropomórficas. ¿Por qué medir la edad del Universo con un “reloj” que hace “tic” cada vez que nuestro planeta completa una órbita alrededor de su estrella madre, el Sol? ¿porqué medir su densidad en términos de átomos por metro cúbico? Las respuestas a estas preguntas son por supuesto la misma: porque es conveniente y siempre lo hemos hecho así.

Ésta es una situación en donde resulta especialmente apropiado utilizar las unidades “naturales” la masa, longitud y tiempo de Stoney y Planck, las que ellos introdujeron en la ciencia física para ayudarnos a escapar de la camisa de fuerza que suponía la perspectiva centrada e el ser humano.

Es fácil caer en la tentación de mirarnos el ombligo y no hacerlo al entorno que nos rodea. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos dejado el ego a un lado y, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.

A lo menos una vez al día, el cielo en su parte alta, es iluminado por un gran destello producido por grandes explosiones de rayos gamma. A menudo, esos destellos alcanzan magnitudes superiores a las que pueden ser generadas por todo un conjunto de otros rayos cósmicos y desaparecen posteriormente sin dejar más rastro. Nadie puede predecir cuando volverá a ocurrir la próxima explosión o de que dirección del cielo procederá. Hasta ahora, no contamos con evidencias duras como para asegurar cuáles podrían ser las fuentes precisas de donde provienen esos rayos gamma que observamos en lo alto del cielo, las razones que ocasionan los grandes destellos y la distancia en la cual ocurre el fenómeno.

La edad actual del Universo visible ≈ 1060 tiempos de Planck

Tamaño actual del Universo visible ≈ 1060 longitudes de Planck

La masa actual del Universo visible ≈ 1060 masas de Planck

Vemos así que la bajísima densidad de materia en el Universo es un reflejo del hecho de que:

Densidad actual del Universo visible ≈10-120 de la densidad de Planck

Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto, es, por tanto

Temperatura actual del Universo visible ≈ 10-30 de la Planck

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el Universo está estructurado en una escala sobre humana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.

Con respecto a sus propios patrones el Universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.

Pero, pese a la enorme edad del Universo en “tics” de Tiempos de Planck, hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.

En todas las regiones del espacio interestelar donde existen objetos de enormes densidades y estrellas supermasivas se pueden producir sucesos de inmensas energías y, en regiones de gas y polvo de muchos años-luz de diámetro, es donde surgen los Sistemas solares que contienen planetas aptos para la vida.

¿Por qué nuestro Universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el Universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme para el tiempo en el Universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas. Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

   Zeta Oph, una colosal estrella cuyo viento estelar deja una huella espectacular en el espacio circundante.

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre los atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagan infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen series amenazas exteriores.

                                             Credit: Emily Lakdawalla/Ted Stryk

La mayoría de asteroides, incluyendo Vesta, están en el cinturón de asteroides que se sitúa entre Marte y Júpiter. Otros asteroides giran en círculos mas cerca del Sol que de la Tierra, mientras que un gran número de ellos comparten orbitas planetaria. Dada esta gran variedad de asteroides, algunos particularmente extraños han sido descubiertos en los últimos dos siglos desde que el primer asteroide fuera descubierto (Ceres en 1801).

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una serie y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra habiendo tenido efectos catastróficos. Somos afortunados al tener la protección de la luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída en el Planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución, o, por el contrario, evitar que siga cualquier clase de evolución produciendo la extinción total y dejando la Tierra como un planeta muerto.

emilio silvera

Existen enigmas en el Sol que debemos conocer.

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El saber: ¡Ese viaje interminable!    ~    Comentarios Comments (2)

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Gracias al Sol, podemos tener una serie de mejoras y tecnologías que aprovechan sus rayos de luz y su calor para obtener la energía limpia que necesitamos, y, cierto es que, teniendolo tan cerca (es la estrella más cercana a nosotros), aún nos queda por desvelar muchos secretos que esconde. Pero veamoslo desde otras perspectivas.

Se han programado modelos donde la composición de la Corona del Sol ha sido alterada digitalmente y que, mediante la combinación de 30 fotografías se nos hace ver las periféricas olas y filamentos y, por mi parte, con el modelo por delante en la pantalla de mi ordenador, estoy viendo esa parte interior brillante de la corona (corona K), provocada por la luz del Sol difundida por electrones. Es la auténtica corona, al revés que la corona F, que es debida a la luz difundida por las partículas de polvo.

Debido a las velocidades extremadamente altas de los electrones libres (en promedio unos 10.000 Km/s para una temperatura coronal de unos 2 millones de K, las líneas de Fraunhofer del espectro fotosférico se encuentran difuminadas de manera que el espectro de la corona K es casi un puro continuo.

Yo, ante la imagen de arriba y las figuras que están presenten en ese resplandor de la corona del Sol, estoy viendo la propiedad del espacio-tiempo en la que las leyes familiares de la geometría no son aplicables en regiones donde los campos gravitacionales son intensos, como es el caso de la fuerza de Gravedad que produce la inmensa masa de nuestro Sol y, a su alrededor, el espacio se curva y el tiempo se distorsiona.

En relatividad general la geometría del espacio-tiempo está íntimamente relacionada con la distribución de materia. En un espacio de sólo dos dimensiones, como una lámina de goma plana, la geometría euclidea se aplica de manera que la suma de los ángulos internos de un triángulo en la lámina es de 180º. Si colocamos un objeto masivo sobre la lámina de goma, la lámina se distorsionará y los caminos de los objetos que se muevan sobre ella se curvarán. Esto es, en esencia, lo que ocurre en relatividad general.

Es un hecho comprobado que, la presencia de grandes masas como la de planetas (La Tierra) o estrellas (El Sol), distorsionan el espacio y dibujan la geometria del Universo gracias a la fuerza de Gravedad. Así nos lo explica la relatividad general de Einstein largamente comprobada.

En los modelos cosmológicos más sencillos, basados en el universo de Friedman, la curvatura del espacio-tiempo está relacionada simplemente con la densidad media de materia, y se describe por una función matemática exacta denominada métrica de Robertson-Walker.

métrica de Robert-Walker

Si un universo tiene una densidad mayor que la densidad crítica, se dice que tiene curvatura positiva, queriendo decir que el espacio tiempo está curvado sobre sí mismo, como la superficie de una esfera; la suma de los ángulos de un triángulo dibujados sobre la esfera es entonces mayor que 180º. Dicho universo tiene tamaño y vida finita; se trata de un universo cerrado.

Un universo con menor densidad que la crítica se dice que tiene curvatura negativa, como la superficie de una silla de montar, en la que la suma de los ángulos de un triángulo es menor que 180º. Dicho universo sería infinito y se expandiría para siempre, se trata de un universo abierto. El Universo del Einstein-de Sitter tiene densidad crítica y es, por consiguiente, especialmente plano (euclideo) e infinito tanto en el espacio como en el tiempo.

Como la distorsión del tiempo y la curvatura espacial no la podemos ver (sólo se dejan sentir sus efectos) al ver la Imagen distorsionada de la Corona me vino a la mente la curvatura espaciotemporal que producen las grandes masas en el espacio circundante, y, de ahí llegue a los tres modelos del universo abierto, cerrado y plano que arriba quedan significados.

En realidad, lo que aquí arriba estamos viendo es la corona visible en luz blanca, la Corona del Sol observada en longitudes de onda visibles durante los eclipses totales de Sol y con corónografos. La emisión en luz blanca tiene su origen en la luz de la fotosfera del Sol que se difunde por los electrones libres (la corona K) y el polvo (la corona F). Una pequeña cantidad de luz visible procede de las líneas de emisión (la corona E).

En presencia de grandes masas de materia, tales como planetas, estrellas y galaxias, está presente el fenómeno descrito por Einstein en su teoría de la relatividad general, la curvatura del espacio–tiempo, eso que conocemos como gravedad, una fuerza de atracción que actúa entre todos los cuerpos y cuya intensidad depende de las masas y de las distancias que los separan; la fuerza gravitacional disminuye con el cuadrado. La gravitación es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Isaac Newton formuló las leyes de la atracción gravitacional y mostró que un cuerpo se comporta gravitacionalmente como si toda su masa estuviera concentrada en su centro de gravedad. Así, pues, la fuerza gravitacional actúa a lo largo de la línea que une los centros de gravedad de las dos masas (como la Tierra y la Luna, por ejemplo).

En la teoría de la relatividad general, la gravitación se interpreta como una distorsión del espacio que se forma alrededor de la masa que provoca dicha distorsión, cuya importancia iría en función de la importancia de la masa que distorsiona el espacio que, en el caso de estrellas con gran volumen y densidad, tendrán una importancia considerable, igualmente, la fuerza de gravedad de planetas, satélites y grandes objetos cosmológicos, es importante.

Esta fuerza es la responsable de tener cohexionado a todo el universo, de hacer posible que existan las galaxias, los sistemas solares y que nosotros mismos tengamos bien asentados los pies a la superficie de nuestro planeta Tierra, cuya gravedad tira de nosotros para que así sea.

No obstante, a escala atómica la fuerza gravitacional resulta ser unos 1040 veces más débil que la fuerza de atracción electromagnética, muy potente en el ámbito de la mecánica cuántica donde las masas de las partículas son tan enormemente pequeñas que la gravedad es despreciable.

La gravitación cuántica es la teoría en la que las interacciones gravitacionales entre los cuerpos son descritas por el intercambio de partículas elementales hipotéticas denominadas gravitones. El gravitón es el cuanto del campo gravitacional. Los gravitones no han sido observados, aunque se presume que existen por analogía a los fotones de luz.

Cuando hablamos de la Corona del Sol nos estamos refiriendo a un gas altamente ionizado y extremadamente caliente (alrededor de los 2 millones de K) que rodea al Sol. Existen otras estrellas que también presentan coronas. La corona solar (como podemos comprobar arriba) son visible durante los eclipses totales como una región blanca que se extiende varios radios solares, mostrando filamentos, penachos, plumas y burbujas o bucles.

La radiación de la corona en luz blanca tiene componentes debidas a líneas de emisión (la corona E) a la difusión de electrones (la corona K) y a partículas de polvo (la corona F). La extensión externa de la corona es el viento solar.

Las imágenes de rayos X de la corona solar muestran estructuras complejas con bucles cerca de los grupos de manchas solares, y cerca de los puntos brillantes de rayos X, más pequeños. La emisión de rayos X, además de las líneas de emisión de los átomos altamente ionizados (líneas coronales), indican que la temperatura es de unos 2 millones de K; pueden ser encontradas temperaturas incluso mayores de 4 millones K en las condensaciones coronales.

Los campos magnéticos con una intensidad de 10 exp. -3 tesla, gobiernan la forma de la corona. Los campos magnéticos forman bucles cerrados en las regiones activas, y en la mayor parte de la corona tranquila (es decir, regiones no activas), si bien en los agujeros coronales las líneas de campo magnéticos son abiertas y se extienden por el espacio, no volviendo al Sol.

Por el momento, se desconoce como se calienta la corona, aunque el mecanismo probablemente está conectado con los fuertes campos magnéticos allí presentes. De todas las maneras de millones de K en la corona a 5.770 K en la superficie, 4.400 K en el mínimo de temperatura de la fotosfera y, una cromosfera de 20.000 K, nos da a entender que existe un aumento de temperatura con la altitud –en la región de transición- hacia la corona donde la tempera llega al máximo antes expresado de millones de K.

Está claro que, también sobre el Sol debemos procurar profundizar en esas lagunas que se forman en nuestro entendimiento de los fenómenos que allí ocurren y, la temperatura de la Corana Solar, es una de ellas.

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

              Las distintas secciones solares

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

Si suponemos que el Sol fue en origen todo hidrógeno, que siempre ha convertido hidrógeno en helio al ritmo dicho de 654 millones de toneladas por segundo y que lo seguirá haciendo hasta el final, se calcula que ha estado radiando desde hace unos 4.000 millones de años y que seguirá haciéndolo durante otros cinco mil millones de años más.

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

     La radiación solar incide en la Tierra y produce una serie de fenómenos que contribuyen a que las cosas sean tal como las podemos ver

Por otra parte, el Sol no continuará radiando exactamente al mismo ritmo que ahora. El hidrógeno y el helio no están perfectamente entremezclados. El helio está concentrado en el núcleo central y la reacción de fusión se produce en la superficie del núcleo.

La complejidad que encierra los mecanismos de una simple estrella es tan profunda que, para conocer los entrecijos de la más cercana a nosotros (el Sol, del que por cierto depende la vida en la Tierra), necesitamos investigar más, hacer nuevos midelos y nuevas observaciones que, a través de sondas espaciales robóticas nos puedan decir lo que realmente allí ocurre.

emilio silvera

La ciencia y la tecnología que asustan a EEUU

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Noticias    ~    Comentarios Comments (4)

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El director de Inteligencia Nacional de EEUU firma un informe que define CRISPR y a los Viajes Espaciales, entre otros, como potenciales amenazas a su Seguridad.

 

El logo del organismo estadounidense.El logo del organismo estadounidense. Wikimedia. 

El concepto “amenaza potencial” es muy amplio según quién lo mire. Y está claro que los Servicios de Inteligencia de EEUU tienen el listón muy bajo y ven peligros donde otros sólo ven avances. Así se deduce de su Evaluación de Amenazas Mundiales (PDF), presentada la semana pasada y donde, además de las armas biológicas y otras herramientas que pueden poner en problemas al gigante americano, se incluyen avances tecnológicos y científicos vistos desde un prisma muy diferente.

Uno de los que más llaman la atención es la edición del genoma humano, una posibilidad mucho más cercana desde la popularización de la técnica CRISPR / Cas9, nombrada avance del año 2015 por la revista Science.

Seal of the United States Department of Homeland Security.svg

“La investigación en edición genética llevada a cabo por países con estándares regulatorios o éticos distintos a los países occidentales incrementa probablemente el riesgo de creación de agente o producto biológicos potencialmente dañinos”, se puede leer en el documento firmado por el director de Inteligencia Nacional de EEUU, James R. Clapper.

En el texto se subraya que, dada la amplia distribución, el bajo coste y el rápido desarrollo de la tecnología que hace posible la edición del genoma, su uso tanto deliberado como intencionado puede tener “implicaciones para la seguridad de largo alcance”. Los avances registrados este último año han llevado a biólogos tanto americanos como estadounidenses a cuestionar la edición “irregular” de líneas celulares humanas, que podrían llevar a cambios genéticos hereditarios, se lee en el texto, aunque el apartado concluye con un llamamiento a la tranquilidad: “Los investigadores seguirán encontrando desafíos para conseguir estas modificaciones, en parte por las limitaciones técnicas inherentes al procedimiento”.

Amenazas tecnológicas

 

Los avances en tecnología también preocupan a los servicios de seguridad de EEUU. Internet de las cosas, o el hecho de que cada vez más objetos cuenten con una conexión a la Red, puede tener un aspecto peligroso. Aunque resaltan que este área está mejorando la eficiencia y la conservación energética, creen que muchos de estos nuevos sistemas pueden amenazar la privacidad y la integridad de los datos, así como la continuidad de los servicios prestados vía internet.

En el futuro, advierten, los servicios de inteligencia podrían utilizar el internet de las cosas para identificación, vigilancia, localización y para conseguir acceso a redes o credenciales de determinados usuarios. Esto preocupa a los agentes estadounidenses, que también expresan inquietud por la llamada inteligencia artificial (IA), que puede implicar una mayor vulnerabilidad a los ciberataques y facilitar avances en sistemas de inteligencia y de desarrollo de armas de países extranjeros.

Eso sí, el informe resalta que EEUU lidera la investigación en este campo, pero advierte que en el extranjero también se está avanzando en este sentido. Los sistemas de IA, señalan, son susceptibles de caer bajo diversas tácticas que pueden ser “difíciles de anticipar o de entender rápidamente”.

El espacio exterior

 

Mientras el mundo celebra cada anuncio de la NASA como si fuera a cambiar nuestro día a día, el informe estadounidense advierte de los peligros del avance en la ciencia espacial. “Los cambios en este sector van a evolucionar más rápido en los próximos año, mientras la innovación se vuelve más ubicua, lo que se debe sobre todo a una mayor disponibilidad de tecnología y a un aumento de las inversiones por parte de empresas privadas”, constata el informe.

El documento subraya que ya hay “80 países” participando en actividades relacionadas con el espacio exterior y que se prevé que este numero aumente en poco tiempo. La entrada del sector privado espacial hará que se niveles hacia abajo los costes de la tecnología aeroespacial y la innovación en otros sectores tecnológicos y todo ello hará que aumente el acceso global a aplicaciones moduladas desde el espacio, como sistemas automáticos de identificación marítima,de predicción meteorológica o de influencia en las comunicaciones.

El peligro del cambio climático

 

Hasta el cambio climático preocupa a la seguridad estadounidense, pero por otros motivos que al resto del mundo. La degradación medioambiental, arguyen, puede convertirse en una fuente común de tensiones entre países.

Los autores destacan que el acuerdo alcanzado en la Cumbre del Clima de París es visto por sus 194 firmantes como “ambiguo y a largo plazo”. Y señalan también las predicciones meteorológicas para el futuro próximo, en el que se registrarán eventos climáticos extremos. Aunque reconocen la buena intención del acuerdo global, no dudan en calificarlo de insuficiente.

En la misma línea, el documento advierte de otros peligros relacionadas. El cambio en el uso de las tierras, señalan, incrementará la interacción entre animales y humanos y la globalización aumentará el potencial de dispersión rápida de la enfermedad, sin que haya una capacidad de respuesta internacional coordinada.

Por último, al menos en lo referido a salud, ciencia y tecnología, el informe enumera las numerosas patologías a las que nos podemos enfrentar, desde virus de la gripe a causantes de fiebre hemorrágica como el ébola.

Lo que preocupa a la inteligencia estadounidense es sobre todo la dificultad -que dan por sentada- de responder globalmente a una pandemia, además de lanzar un alarmante mensaje sobre patologías emergentes “contra las cuales los humanos no tienen inmunidad preestablecida o terapias eficaces”. “Poseen riesgos significantes de llegar a ser pandémicas”, anuncian.

Tras dibujar este desolador panorama, lo único que puede consolar al lector en la lectura del primer párrafo, que reza: “Estamos comprometidos cada día a proveer con la inteligencia multidisciplinar que tanto políticos como fuerzas de seguridad del estado y el aparato de la administración necesiten para proteger las vidas y los intereses estadounidenses en todo el mundo”.

Tener cerca al Tío Sam será, si alguno de estos augurios se cumple, más útil que nunca.