martes, 10 de diciembre del 2019 Fecha
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Desde el primer momento

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

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Imagen de los 2 anillos: el inyector principal (al frente) y el anillo del Tevatrón (al fondo). Los estanques circulares que los rodean ayudan a disipar el calor producido por las instalaciones.

Tevatrón es el nombre que recibe el acelerador de partículas circular del Fermilab ubicado en Batavia, Illinois (EE.UU.). Es un sincrotrón que acelera protones y antiprotones en un anilllo de 6.3 km de circunferencia hasta energías de casi 1 TeV (el LHC utiliza hasta 14 TeV) de donde proviene su nombre. Fue finalizada su construcción en 1983.

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Mucho más modesto que el LHC pero, tambi´`en ha dado sus frutos

Los aceleradores construidos en los años cuarenta y cincuenta llegaron hasta la marca de un segundo después del comienzo del Tiempo.  El Tevatrón del Fermilab llevó el límite a menos de una milmillonésima de segundo después del comienzo del Tiempo.  Los modernos aceleradores nos proporcionará un atisbo del medio cósmico cuando el Universo tenía menos de una billonésima de segundo de edad.

Esta es una edad bastante temprana: una diez billonésima de segundo es menos que un pestañeo con los párpados en toda la historia humana registrada.  A pesar de ello, extrañamente, la investigación de la evolución del Universo recién nacido indica que ocurrieron muchas cosas aún antes,  durante la primera ínfima fracción de un segundo.

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Todos los teóricos han tratado de elaborar una explicación coherente de los primeros momentos de la historia cósmica.  Por supuesto, sus ideas fueron esquemáticas e incompletas, muchas de sus conjeturas, sin duda, se juzgaran deformadas o sencillamente erróneas, pero constituyeron una crónica mucho más aclaradora del Universo primitivo que la que teníamos antes.

A los cien millones de años desde el comienzo del tiempo, aún no se habían formado las estrellas, si acaso, algunas más precoces.  Aparte de sus escasas y humeantes almenaras, el Universo era una sopa oscura de gas hidrógeno y helio, arremolinándose aquí y allá para formar protogalaxias.

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A la edad de mil millones de años, el Universo tiene un aspecto muy diferente.  El núcleo de la joven Vía Láctea arde brillantemente, arrojando las sobras de cumulonimbos galácticos a través del oscuro disco; en su centro billa un quasar blancoasulado.  El disco, aún en proceso de formación, es confuso y está lleno de polvo y gas; divide en dos partes un halo esférico que será oscuro en nuestros días, pero a la sazón corona la galaxia con un brillante conjunto de estrellas calientes de primera generación.

Nuestras galaxias vecinas del supercúmulo de Virgo están relativamente cerca; la expansión del Universo aún no ha tenido tiempo de alejarlas a las distancias-unas decenas de millones de años-luz a las que las encontraremos ahora.   El Universo es aún altamente radiactivo.  Torrentes de rayos cósmicos llueven a través de nosotros en cada milisegundo, y si hay vida en ese tiempo, probablemente está en rápida mutación.

Resultado de imagen de la época del desacoplamiento de fotones

Hay algo que es conocido por el término técnico de desacoplamiento de fotones, en ese momento, la oscuridad es reemplazada por una deslumbrante luz blanca, ocurrió cuando el Universo tenía un millón de años.   El ubicuo gas cósmico en aquel momento se había enrarecido los suficientes como para permitir que partículas ligeras –los fotones- atraviesen distancias grandes sin chocar con partículas de materia y ser reabsorbidas.

(Hay gran cantidad de fotones en reserva, porque el Universo es rico en partículas cargadas eléctricamente, que generan energía electromagnética, cuyo cuanto es el fotón.)

Resultado de imagen de La luz corrida al rojo

“El primer espectro de un “cuásar” se observó a mediados de la década de los años sesenta del pasado siglo, pero solo fue a finales de esa década, cuando se pudieron obtener detectores con la calidad suficiente para obtener espectros de gran calidad. Los astrónomos vieron que estos espectros contenían cientos de líneas de absorción, como un gran manojo denso de líneas y le llamaron a este fenómeno “bosque Lyman alfa”, porque produce las líneas el gas de hidrógeno neutro. Que aparezcan en gran número nos indica que el espacio entre nosotros y el “cuásar” esta repleto de nubes de gas, cada una a una distancia diferente y, por tanto a un “desplazamiento al rojo” distinto.”

Es esa gran efusión de luz, muy corrida al rojo y enrarecida por  la expansión del Universo, la que los seres humanos, miles de millones de años después, detectaran con radiotelescopios y la llamaran la radiación cósmica de fondo de microondas.

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Esta época de “sea la luz” tiene un importante efecto sobre la estructura de la materia.  Los electrones, aliviados del constante acoso de los fotones, son ahora libres de establecerse en órbita alrededor de los núcleos, formando átomos de hidrógeno y de helio.

Disponiendo de átomos, la química puede avanzar, para conducir, mucho tiempo después, a la formación de alcohol y formaldehído en las nubes interestelares y la construcción de moléculas bióticas en los océanos de la Tierra primitiva.

La temperatura ambiente del Universo se eleva rápidamente cuanto más marchamos hacia atrás en el tiempo, a los cinco minutos del big bang es de 1.000 millones de grados kelvin.

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Por elevada que se esta energía, a la edad de cinco minutos el Universo ya se ha enfriado lo suficiente para que los nucleones permanezcan unidos y formen núcleos atómicos.  Vemos a protones y neutrones unirse para formar núcleos de deuterio (una forma de hidrógeno), y a los núcleos de deuterio aparearse para formar núcleos de helio (dos protones y  dos neutrones).

De esta manera, un cuarto de toda la materia del Universo se combina en núcleos de helio, junto con rastros de deuterio, helio-3 (dos protones y un neutrón) y litio.   Todo el  proceso termina en tres minutos y veinte  segundos.

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Por encima de este punto –antes de alrededor de un minuto y cuarenta segundos desde el comienzo del tiempo- no hay núcleos atómicos estables.  El nivel de energía en el ambiente es mayor que la energía de unión nuclear.

Por consiguiente, todos los núcleos que se forman, se destruyen de nuevo rápidamente.

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Las oleadas de neutrinos liberados en un segundo después del big bang persiste aún, formando una radiación cósmica de fondo de neutrinos

Alrededor de un segundo desde el comienzo del tiempo, llegamos a la época de desacoplamiento de los neutrinos.  Aunque en esa época el Universo es más denso que las orcas (y tan caliente como la explosión de una bomba de hidrógeno), ya ha empezado a parecer vacío a los neutrinos.  Puesto que los neutrinos sólo reaccionan a la fuerza débil, que tiene un alcance extremadamente corto, ahora pueden escapar de sus garras y volar indefinidamente sin experimentar ninguna otra interacción.

Así, emancipados, en lo sucesivo son libres de vagar por el Universo a su manera indiferente, volando a través de la mayor parte  de la materia como sino existiese. (Diez trillones de neutrinos atravesarán sin causar daños el cerebro y el cuerpo del lector en el tiempo que le lleve leer esta frase.  Y en el tiempo en que usted haya leído esta frase estarán más lejos que la Luna).

De esa manera, oleadas de neutrinos liberados en un segundo después del big bang persiste aún después, formando una radiación cósmica de hondo de neutrinos semejante a la radiación de fondo de microondas producida por el desacoplamiento de los fotones.

Si estos neutrinos “cósmicos” (como se los llama para diferenciarlos de los neutrinos liberados más tarde por las supernovas) pudiesen ser observador por un telescopio de neutrinos de alguna clase, proporcionarían una visión directa del Universo cuando sólo tenía un segundo.

Resultado de imagen de A medida que retrocedemos en el tiempo, el Universo se vuelve más caliente

A medida que retrocedemos en el tiempo, el Universo se vuelve más denso y más caliente, y el nivel de  estructura que puede existir se hace cada vez más rudimentario.

Por supuesto, en ese tiempo, no hay moléculas, ni átomos, ni núcleos atómicos, y, a 10-6 (0.000001) de segundo después del comienzo del tiempo, tampoco hay neutrones ni protones.  El Universo es un océano de quarks libres y otras partículas elementales.

Si nos tomamos el trabajo de contarlos, hallaremos que por cada mil millones de antiquarks existen mil millones y un quark.  Esta asimetría es importante.  Los pocos quarks en exceso destinados a sobrevivir a la aniquilación general quark-antiquark formaran todos los átomos de materia del Universo del último día.  Se desconoce el origen de la desigualdad; presumiblemente obedezca a la ruptura de una simetría materia antimateria en alguna etapa anterior.

Nos aproximamos a un tiempo en que las estructuras básicas de las leyes naturales, y no sólo las de las partículas y campos cuya conducta dictaban, cambiaron a medida que evolucionó el Universo.

Resultado de imagen de la fuerza electrodébil

La primera transición semejante se produjo en los 10-11 de segundo después del comienzo del tiempo, cuando las funciones de las fuerzas débiles y electromagnéticas se regían por una sola fuerza, la electrodébil.  Ahora hay bastante energía ambiente para permitir la creación y el mantenimiento de gran número de bosones W y Z.

Estas partículas – las mismas cuya aparición en el acelerador del CERN verificó la teoría electrodébil – son las mediadoras intercambiables en las interacciones de fuerzas electromagnéticas y débiles, lo que las hace indistinguibles.  En ese tiempo, el Universo está gobernando sólo por tres fuerzas: la gravedad, la interacción nuclear fuerte y la electrodébil.

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        L0 único que podemos decir es que, el Tiempo, nació con el Big Bang

Más atrás de ese tiempo nos quedamos en el misterio y envueltos en una gran nebulosa de ignorancia.  Cada uno se despacha a su gusto para lanzar conjeturas y teorizar sobre lo que pudo haber sido.   Seguramente, en el futuro, será la teoría M (de supercuerdas) la que contestará esas preguntas sin respuestas ahora.

En los 10-35 de segundo desde el comienzo del tiempo, entramos en un ámbito en el que las condiciones cósmicas son aún menos conocidas.  Si las grandes teorías unificadas son correctas, se produjo una ruptura de la simetría por la que la fuerza electronuclear unificada se escindió en las fuerzas electrodébil y las fuertes.  Si es correcta la teoría de la supersimetría, la transición puede haberse producido antes, había involucrado a la gravitación.

 

Teoría inflacionaria

 

Línea del tiempo del Big Bang

 

Elaborar una teoría totalmente unificada es tratar de comprender lo que ocurrió en ese tiempo remoto que, según los últimos estudios está situado entre 15.000 y 18.000 millones de años, cunado la perfecta simetría que, se pensaba, caracterizó el Universo, se hizo añicos para dar lugar a los simetrías rotas que hallamos a nuestro alrededor y que, nos trajo las fuerzas y constantes Universales que, paradójicamente, hicieron posible nuestra aparición para que ahora, sea posible que, alguien como yo esté contando lo que pasó.

Pero hasta que no tengamos tal teoría no podemos esperar comprender lo que realmente ocurrió en ese Universo bebé.  Los límites de nuestras conjeturas actuales cuando la edad del Universo sólo es de 10-43 de segundo, nos da la única respuesta de encontrarnos ante una puerta cerrada.

Del otro lado de esa puerta está la época de Plank, un tiempo en que la atracción gravitatoria ejercida por cada partícula era comparable en intensidad a la fuerza nuclear fuerte.

Así que, llegados a este punto podemos decir que la clave teórica que podría abrir esa puerta sería una teoría unificada que incluyese la gravitación.

emilio silvera

¡Los pensamientos! Esas ráfagas luminosas

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

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Es curioso cuando mi mente está libre y divagando una gran diversidad de cuestiones que sin ser a propósito, se enlazan o entrecruzan las unas con las otras, y lo mismo estoy tratando de sondear sobre el verdadero significado del número 137 (sí, ese número puro, adimensional, que encierra los secretos del electromagnetismo (e), de la velocidad de la luz (c), o, del cuanto de acción (h) la constante de Planck – se denomina alfa (α) y lo denotamos con una ecuación: 2πe2/hc), o que me sumerjo en las profundidades del número atómico para ver de manera clara y precisa la red de los gluones que retienen a los quarks, conformando protones y neutrones con los que se construye el núcleo. Sin embargo, mi visión mental no se detiene en ese punto, continúa avanzando y se encuentra con una sinfonía de colores que tiene su fuente en miles y miles de cuerdas vibrantes que, en cada vibración o resonancia, producen minúsculas partículas que salen disparadas para formar parte en otro lugar, de algún planeta, estrella, galaxia e incluso del ser de un individuo inteligente.

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                            Lo cierto es que, la materia, es mucho más que eso

Me pregunto por el verdadero significado de la materia, y cuanto más profundizo en ello, mayor es la certeza de que allí están encerradas todas las respuestas. ¿Qué somos nosotros? Creo que somos materia evolucionada que ha conseguido la conquista de un nivel evolutivo en el que ya se tiene conciencia de ser, de estar, de comprender para poder generar ideas propias las cosas de la Naturaleza y sus maravillosos mecanismos que, lo mismo hace que una estrella produzca Carbono que, en un planeta como la Tierra, surjan formas de vida tan evolucionadas como la nuestra.

Las dos imágenes representan la materia: Una (que equivocadamente llamamos) Naturaleza “inerte” y, la otra, cuando se hace pensamientos y trasciende más allá de lo material, cuando se hace Mente.

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Pienso que toda la materia en el Universo está cumpliendo su función para conformar un todo. En cada “tiempo” está configurada de una manera (las piedras del fondo de un río, el agua de una cascada, el frondoso y verde bosque, una Nebulosa, las estrellas que forman galaxias, ráfagas de energía, multitud de criaturas de diferentes formas…), en definitiva, todo está hecho de la misma cosa, que interaccionan y está supeditada a las fuerzas que rigen el universo entero  y toda la Naturaleza que, adoptando distintas formas, está presente en cada lugar para cumplir lo que está determinado por unos imparables mecanismos que se desarrollan al margen de cualquier deseo o pensamiento consciente, es lo que no se puede parar, lo inevitable, lo que tiene que ocurrir a medida que inexorablemente transcurre el tiempo. La luz, la gravedad, la carga eléctrica y magnética, las fuerzas nucleares, todo, absolutamente todo, se puede entender a partir del comportamiento de la materia en sus distintos estadios y situaciones, tanto a niveles microscópicos como en nuestro más cotidiano mundo macroscópico, todo son aspectos y escenarios distintos, en los que la materia, se pone distintos ropajes para representar su papel en la más grande función del Teatro del Universo: para que existan estrellas y galaxias, planetas, árboles, desiertos, océanos y multitud de espacies de seres vivos y, algunas que como la nuestra, por ejemplo, ha podido evolucionar hasta alcanzar la Consciencia de Ser.

Todos somos iguales pero… ¡Con pensamientos tan diversos!

Mirando a mi alrededor, de manera clara y precisa, puedo comprobar que el mundo está compuesto por una variedad de personas que, siendo iguales en su origen de especie, son totalmente distintas en sus mentes, en sus costumbres, en sus creencias y en sus conocimientos del mundo que nos rodea localmente y en ese otro que saliendo de nuestras fronteras nos lleva hasta el microscópico mundo del átomo, o, al extremo opuesto, el de las grandes estructuras de las galaxias. Desgraciadamente, no todos conocemos de cuestiones esenciales que conforman el “mundo” y, consecuentemente, también a nosotros que formamos parte de él.

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Las imágenes representan la parte más amable de nuestra realidad pero… Hay otras que… ¡Nos denigran!

La mayor parte, se aplica en sus vidas cotidianas y sin grandes sobresaltos: al trabajo, la familia y dejar transcurrir el tiempo. Es la mayoría silenciosa. Una parte menor, conforman el grupo de los poderosos; sus afanes están centrados en acumular poder, dirigir las vidas de los demás y de manera consciente o inconsciente, dañan y abusan de aquella mayoría. Son los grandes capitalistas y políticos, que con sus decisiones hacen mejor o peor las vidas del resto. Por último, existe una pequeña parte que está ajena y “aislada” de los dos grupos anteriores; se dedican a pensar y a averiguar el por qué de las cosas. La mayor preocupación de este grupo de “elegidos” es saber, quiero decir ¡SABER!, de todo y todo; nunca están satisfechos y gracias a ellos podemos avanzar y evitar el embrutecimiento de nuestra especie que, a pesar de todo… ¡Se puede salvar!

Bueno, al menos eso espero. Quizá la última esperanza de la Humanidad esté en la Ciencia y los que la practican.

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Todo forma parte de la misma cosa y a partir de la materia que puede estar configurada como una galaxia de estrellas, surge la vida y de ella los pensamientos. La complejidad de la mente humana ha llegado a unos niveles que, a partir de ahí, todo podría ser posible y, lo lastimoso del caso es que, esos conocimientos adquiridos no se utilicen para el bien común. Todavía existe esa parte de nosotros que, en forma de instinto animal, nos hace actuar de manera egoista y poco conveniente para el futuro de la Humanidad.

Pensando en el cometido de estos tres grupos a los que antes me referia, la gente común, la familia, los poderosos -el dinero- y los científicos,  me doy cuenta de lo atrasados que aún estamos en la evolución de la especie. El grupo mayor, el de la gente corriente, es muy necesario; de él se nutren los otros dos. Sin embargo, el grupo de mayor importancia “real”, el de los pensadores y científicos, está utilizado y manejado por políticos, militares y capitalistas que, en definitiva, aprueban los y las subvenciones de las que se nutren los investigadores. Si el dinero empleado en inútiles ejercitos y armas, se empleara en investigación y desarrollo… ¿Dónde estaríamos ya? El grupo más numeroso es también, el más sacrificado y hacer aquí un estudio profundo de lo mal repartido que está todo en el mundo… ¡No tendría cabida!

La II Guerra Mundial de mal recuerdo. ¿Qué sacamos de ella? ¿Destrucción y muerte? En las dos grandes guerras mundiales (sobre todo en la segunda), tenemos un ejemplo de cómo se utilizaron a los científicos con fines militares. Los que no se a ello, lo pasaron mal y fueron marginados en no pocos casos.

Es una auténtica barbaridad el ínfimo que se destina al fomento científico en cualquiera de los niveles del saber. Cada presupuesto, cada proyecto y cada subvención conseguida es como un camino interminable de inconvenientes y problemas que hay que superar antes de conseguir el visto bueno definitivo, y lastimosamente, no son pocos los magníficos proyectos que se quedan olvidados encima de la mesa del político o burócrata de turno, cuyos intereses particulares y partidistas miran en otra dirección, sin importarles la trascendencia que el proyecto pueda tener para el bien de la Humanidad, con que el suyo propio esté a salvo…

En España, se paraliza en seco la Investigación y, nuestros jovenes científicos, faltos de incentivo y trabajo, tienen que marcharse fuera a buscar, lo que aquí no encuentran. Años de estudios y sacrificio para que al final, tengan que dejar sus y sus familias para buscar el futuro en otros paises que, como EE. UU., Alemania y otros, recogen los frutos del empuje inteligente de mentes con un potencial incalculable.
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La I+D española no solo sufre los ajustes presupuestarios, sino que además tiene partidas sin utilizar. La ciencia y la tecnología, incluidas actividades civiles y militares, sufrirán el año próximo una reducción de la de un 8,4% respecto a 2010, según el proyecto presupuestario, lo que se acumula al 5,5% de recorte de este año respecto a 2009. “Esto entierra definitivamente la etapa de crecimiento del gasto en I+D+i de la anterior legislatura”, señala un análisis sobre la política de investigación realizado por CC OO a partir de datos oficiales.

España partió de un retraso en este ámbito respecto a los países más desarrollados, “atraso que se corrige muy lentamente y, al ritmo actual, la convergencia con Europa tardará aún muchos años”, advierte el . Igualmente se aleja el ansiado cambio del modelo productivo.

¡Qué lastima! Haber llegado a esta situación tiene un motivo de todos conocido. Sin embargo, muchos son los interesados en que el tiempo pase y no se hable de ello. Los responsables están bien instalados, tienen muy alta e inmerecidas y, mientras tanto, el Pueblo llano, la Ciencia, y la gente de la calle en general, padecen y sufren lo que otros hicieron que, además, no sólo no pagaron su culpa, sino que se encuentran tan ricamente en sus mansiones, sus viajes, sus abultadas cuentas corrientes… ¡Qué canallas y miserables! Es la peor condición humana a la que podemos llegar.

A pesar de ello, milagrosamente, el avance continúa implacable gracias a personajes que, como Ramón y Cajal -en su momento-, con medios insuficientes pero con sacrificio e inteligencia, triunfan estas adversidades materiales que superan por amor a la ciencia, con trabajo y con ingenio.

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Un ejemplo de lo que digo: “Juan Ignacio Cirac Sasturain (11 de octubre de 1965, Manresa, provincia de Barcelona, Cataluña) es un físico español reconocido por sus investigaciones en computación cuántica y óptica cuántica, enmarcadas en la teoría cuántica y en la física teórica. Desde 2001 es director de la División Teórica del Instituto Max-Planck de Óptica Cuántica (Max-Planck-Institut für Quantenoptik) en Garching, Alemania“.

Einstein nos decía algo parecido a:

el hombre encuentra su verdad detrás de cada puerta que la ciencia logra abrir”.

 

 

                                       Ese momento mágico de comprobar que la teoría coincide con la Naturaleza

Ese encuentro maravilloso con la luz suprema del saber es un momento mágico, que reciben y el precio que pagan al científico por sus esfuerzos, y es el incentivo que necesitan para seguir trabajando en la superación de los muchos secretos que la naturaleza pone ante sus ojos para que sean desvelados.

Cuando me pongo a escribir sin un programa previamente establecido, vuelco el papel en blanco todo lo que va fluyendo en mis pensamientos, y a veces me sorprendo a mí mismo al darme cuenta de cómo es posible perder la noción del tiempo inmerso en los universos que la mente puede recrear para hacer trabajar la imaginación sin límites de un ser humano.

¡Nuestra Imaginación! ¿Dónde estará el límite? NO, no hay límites, el único límite está impuesto por el conocimiento de la propia Naturaleza que cada uno podamos tener.

Aunque es cierto que nuestras limitaciones son enormes y enorme nuestra ignorancia, también lo es que, son inmensamente enormes las posibilidades que tenemos de poder ir desvelando los secretos del Universo.  Las carencias se pueden compensar con la también enorme ilusión de aprender y la inagotable curiosidad y espíritu de sacrificio que tenemos en nuestro interior, que finalmente, van ganando pequeñas batallas en el conocimiento de la naturaleza, y que sumados hacen un respetable bloque de conocimientos que, a estas alturas de comienzos del siglo XXI, parecen suficientes como punto de partida para despegar hacia el interminable viaje que nos espera.

El Tiempo Cronológico y El Tiempo Psicológico: acerca del transcurrir. A veces tengo que sonreir al ver el esfuerzo de mi mujer: Pone delante de mí un que sea consciente del tiempo. Sin embargo, sumergido en las cuestiones que me inquietan, el tiempo transcurre tan lentamente que… ¡No parece transcurrir! Lo que no deja de ser una maravilla si consideramos que, estoy en total reposo y es, únicamente mi mente, la que desbocada, corre mucho más rápido que lo pueda hacer la luz.Cuando embebido en lo que te gusta discurres por fantásticos caminos de paisajes inimaginables, ¿cómo puedes percibir el transcurrir del tiempo?

Es tal la pasión que pongo en estas cuestiones que, literalmente, cuando estoy pensando en el nacimiento y vida de una estrella y en su final como enana blanca, estrella de neutrones o agujero negro (dependiendo de su masa), siento cómo ese gas y ese polvo cósmico estelar se junta y gira en remolinos, cómo se forma un núcleo donde las moléculas, más juntas cada vez, rozan las unas con las otras, se calientan e ionizan y, finalmente, se fusionan para brillar durante miles de millones de años y, cuando agotado el combustible nuclear degeneran en enanas blancas, veo con claridad cómo la degeneración de los electrones impide que la estrella continúe cediendo a la fuerza de gravedad y queda así estabilizada. Lo mismo ocurre en el de las estrellas de neutrones, que se frena y encuentra el equilibrio en la degeneración de los neutrones, que es suficiente para frenar la enorme fuerza gravitatoria. Y, cuando llego a la implosión que dará lugar a una singularidad, ahí quedo perdido, mi mente no puede, como en los casos anteriores, “ver” lo que realmente ocurre en el corazón del agujero negro, ya  que, lo que llamamos singularidad, parece como si desapareciera de este mundo.

emilio silvera

A vueltas con la energía y la materia oscura

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo misterioso    ~    Comentarios Comments (4)

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Ciencia- ABC

Pequeños saltos en el espacio-tiempo, posible explicación para la energía oscura

 

Fluctuaciones mínimas en la red espaciotemporal podrían aclarar por qué el Universo se está expandiendo lentamente pero de forma acelerada

Nebulosa del Cangrejo. El misterio de la energía oscura ocurre en parte porque la Relatividad solo explica el Universo a gran escala

Nebulosa del Cangrejo. El misterio de la energía oscura ocurre en parte porque la Relatividad solo explica el Universo a gran escala – NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (Universidad de Buenos Aires)

Los enigmas más increíbles a los que se enfrenta la ciencia son probablemente la energía y la materia oscuras. Surgen porque en la actualidad los astrofísicos solo pueden observar y entender el cuatro por ciento de la energía que compone el Universo, que es la que forma parte de estrellas y galaxias. Por increíble que parezca, el resto es invisible y esquivo, pero es necesario para explicar la influencia gravitacional (materia oscura) que se observa en las galaxias. También para entender la velocidad de expansión del Universo (energía oscura), que se puede observar a través de telescopios, y que inicialmente fue predicha por Einstein.

         Dentro de los remanentes de la Nebulosa del Cangrejo se esconde un poderoso Púlsar

Se han propuesto muchas explicaciones para ambos misterios, pero el asunto está lejos de su solución. Recientemente, un grupo de investigadores de Universidad de Columbia Británica (Canadá) ha propuesto que la expansión del Universo y la Energía Oscura podrían ser causadas por pequeñas fluctuaciones en el espacio-tiempo, tal como ha informado «Universetoday.com». Su estudio ha sido publicado en Physical Review D.

Representación del espacio-tiempo, desarrollado gracias a la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein

 

Representación del espacio-tiempo, desarrollado gracias a la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein- NASA

 

 

En la actualidad dos importantes teorías explican el funcionamiento del Universo: la Teoría de la Relatividad, que explica cómo se comporta el Universo en las mayores escalas, y la Mecánica Cuántica, que describe el comportamiento de las partículas subatómicas. Sin embargo, estas teorías no concuerdan a la hora de describir la gravedad y la expansión del Universo y, por tanto, el origen y la naturaleza de la energía oscura.

Las observaciones de Planck y otros satélites ayudan resolver la ecuación de estado de la energía oscura. / ESA</p>
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                    Algunos dicen que la energía oscura se oculta tras los campos fantasmas del vacío

Pongamos un ejemplo. De acuerdo con la Mecánica Cuántica, una posible explicación para la energía oscura es la llamada energía de vacío. El problema es que esta tendría unas propiedades que, según la Relatividad, harían que el Universo se expandiera de forma explosiva, cosa que no ocurre. La expansión observada el Universo es lenta pero acelerada.

Expansión y contracción

 

 

Resultado de imagen de Expansión y contracción del Universo

 

 

Algunos científicos han propuesto modificar la Relatividad y la Mecánica Cuántica para hallar una solución a esas discrepancias. Pero varios investigadores han probado otra vía diferente. Dado que tanto la Relatividad como la Mecánica Cuántica son las teorías que más éxito han tenido hasta el momento para explicar el funcionamiento del Universo, Qingdi Wang, William Unruh y Zhen Zhu han propuesto que es preferible entender ambas mejor. Así se podría, en teoría, resolver los problemas de la energía oscura y la expansión del Universo.

Resultado de imagen de Fluctuaciones de vacío en el "mundo" cuántico

Sumaron la elevada densidad de la energía de vacío predicha por la Mecánica Cuántica y la ajustaron a lo predicho por la Relatividad. El encaje se logró considerando la posibilidad de que a pequeñas escalas, miles de millones de veces menores al tamaño de los electrones, la red del espaciotiempo experimente fluctuaciones y oscilaciones de expansión y contracción.

Cuando no hay viento, la superficie del océano puede parecer un remanso de tranquilidad, aunque en realidad las moléculas de agua estén vibrando y moviéndose en todas direcciones. De igual modo, estas fluctuaciones espacio-temporales explicarían la aparente quietud de la expansión del Universo y la ajustarían más a lo observado en la realidad.