miércoles, 11 de diciembre del 2019 Fecha
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Rumores del pasado

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Rumores del Saber    ~    Comentarios Comments (0)

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Porträtt av Tycho Brahe - Skoklosters slott - 90153.tifJohannes Kepler 1610.jpg

Tycho Brahe y Retrato de Kepler, obra de un artista desconocido (ca. 1610)

Tycho Brahe (1546 – 1601) y Johannes Kepler (1571 – 1630).

Tycho era noble, rico y poderoso, y no seguía las ideas copérnicas. Kepler era de origen humilde, ferviente copérnico, siempre buscando (no con demasiado éxito) el amparo de reyes y aristócratas, no ya para poder trabajar en la ciencia que amaba, sino para simplemente vivir, alimentarse él y su familia, y sin embargo, a los ojos de la historia ambos constituyen un dúo inamovible. No fue porque compartiesen logros científicos, sino porque Brahe hubiera sido, acaso, mucho menos conocido para la posteridad de no haber sido por la relación, breve pero intensa, que mantuvo con Kepler, y porque éste seguramente no habría podido producir lo que fueron sus joyas científicas más preciosas sin acceder a los datos de las observaciones (en especial las de la trayectoria de Marte) de Brahe, el observador astronómico más importante en la era anterior a la invención del telescopio.

Brahe, con la ayuda del rey Federico II, construyó un centro astronómico: uraninburgo, en la isla Hveen de Dinamarca. Le sucedió al frente del mismo su ayudante en Praga J. Kepler que pronto, haciendo uso del material acumulado y sus propias investigaciones, publicó Astronomia Nova en el año 1609, donde presentaba sus dos primeras leyes del movimiento planetario. En 1619 publicó Harmonices Mundi y su tercera ley.

Justus Sustermans - Portrait of Galileo Galilei, 1636.jpg

Galileo por Justus Sustermans (1636).

Y así llegamos a Galileo Galilei (1564 – 1642); la antítesis, en cuanto a estilo literario y método científico, de Kepler. Si este es, cuando se lee, la oscuridad, Galileo es la luz. Con él la fuerza de las ideas copérnicas se hizo tan patente que terminaría desencadenando acontecimientos sociales que arrastrarían con ellos al propio físico de Pisa.

Sus observaciones sacaron a la luz las deficiencias del universo aristotélico-ptolemaico. El que Galileo realizara tales observaciones resulta, en principio, sorprendente, ya que era un físico y su preocupación estaba centrada en el estudio del movimiento, por encontrar las leyes que regían fenómenos como la caída de un cuerpo esférico por un plano inclinado o el tiempo que tarda un péndulo en batir, y no un astrónomo. Sin embargo, todo cambió, su vida y a la postre, en más de un sentido, el mundo, cuando conoció la existencia de lentes (telescopios) que agrandaban las imágenes de objetos lejanos.

Construyó su propio telescopio que enfocó hacia la Luna y descubrió todas sus irregularidades con sus montañas y abismos, lo que describió en su libro Siderus Nuncius (1610). Ese mismo año estudió Júpiter y detectó 4 satélites y otras muchas cosas. Galilio adquirió una importante notoriedad.

En 1632 se convirtió en una leyenda con la publicación de su obra inmortal, Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo, ptolemaico y coperniano, una obra maestra de la literatura científica. Escribió otros grandes libros y, en controversia con la Iglesia, finalizó sus días en arresto domiciliario, ya que la Iglesia negaba el movimiento del mundo alrededor del Sol.

                                                      Juicio de la Iglesia a Galileo

Cuando antes me refería de pasada a mis lecturas, nombré a René Descartes (1596 – 1650), una de las grandes figuras del pensamiento de todos los tiempos. Casi todos le conocen por su condición de filósofo, pero se olvidan de que también contribuyó con su talento en el campo de las matemáticas, fisiología y física (especialmente en la dinámica, óptica, meteorología y astronomía), formando parte de la historia de esas disciplinas.

Según sus propias palabras, purificó el alberga, “desembarazándola” de “los múltiples números e inexplicables figuras que la abruman”. Sin duda, la aplicación más conocida de este enfoque fue en la geometría, con las coordenadas cartesianas, o geometría analítica, que presentó en La Géométrie, que apareció – junto a La Dioptrique y Les Météores – como uno de los apéndices de su obra más conocida, Discours de la Méthode (1637).

Frans Hals - Portret van René Descartes.jpg

René Descartes en 1649

Descartes, podemos decir sin ningún temor a equivocarnos que es merecedor de toda nuestra admiración, y con él (como con otros muchos) siempre estaremos en deuda.

Me he podido adaptar (mentalmente) en todas mis lecturas a la época del autor, en el tiempo en el que escribió el texto que ahora, muchos años después, podemos leer. Así, se puede comprender mejor lo que estamos leyendo, y sobre todo, resulta más fácil la simbiosis con el autor; lo que nos dice fluye dentro de nuestra mente con diáfana sencillez.

Es curioso observar la evolución de nuestros pensamientos, que a medida que adquirimos conocimientos, se van asentando en niveles superiores capaces de procesar en cada momento aquello que necesitamos, y para ello, obtiene múltiples y diversos datos que reúne en un todo para que exprese aquello que deseamos decir.

Llegará un día (si antes no metemos la patita), en que la evolución nos llevará a convertirnos en pura energía pensante, seremos todo luz que, confundidos con el universo del que formamos parte, habremos completado el ciclo. Sabemos que nuestro origen está en las estrellas; allí nacieron los componentes de nuestros cuerpos, elementos complejos creados a partir de explosiones de supernovas. Desde allí hemos realizado un recorrido largo hasta llegar a ese punto del camino en el que fuimos conscientes de nuestro SER. Ahora continuamos (en un período joven aún) evolucionando para que, en algunos eones, podamos alcanzar la meta que nos aguarda.

Parece mentira que para algunos de nosotros, el tiempo que estamos aquí (lo que duran nuestras vidas) resulte largo o corto en función de la forma de pensar y de ver la vida.

Algunos, con 50 años ya están pensando en jubilarse (son viejos prematuros); se mira el recorrido de lo que han hecho durante toda su existencia y, desde luego, hay poco que contar. Sin embargo, otros de distinto carácter y forma de enfocar su tiempo, ni piensan en ese final o retirada del trabajo; son gente muy activa y creadora. Su recorrido está plagado de actividad y proyectos. Son incansables y, por supuesto, le sacan un buen provecho a sus vidas.

Tengo conocidos que están en los dos niveles, y al observar sus comportamientos me doy cuenta de la diversidad existente entre nosotros mismos que, de morfología y conformación física común y general, estamos divididos en entes muy distintos o dispares a niveles superiores a los de nuestro cuerpo.

Hay pensamientos íntimos que guardamos para nosotros y que, en contadas ocasiones, podemos expresar. En mi caso particular, me ocurre en esos momentos en los que, inmerso en el estudio de las maravillas de la física y del universo en general, siento, literalmente, cómo mi alma está fundida con aquello que, a distintos niveles, llamamos materia y fuerzas fundamentales; paso a formar parte integrante de todo ello y, confundido así con el universo mismo, lo puedo comprender mejor.

los humanos

Podemos alcanzar estadios de inspiración o de espiritualidad que ya nos anuncia lo que será el futuro, cuando evoluciones. Con increíble claridad he podido ver en otros la bondad del SER bueno y puro. Con mucha más frecuencia veo cada día la fealdad maligna de muchos que disfrazan su verdadera condición con falsas sonrisas y actitudes engañosas que sólo buscan confundirnos, ahí agazapados, esperando nuestra distracción y falta de desconfianza para lanzar el zarpazo. Así es, de momento, la condición humana, desgraciadamente en un 90 por ciento.

Es tan grande el poder de nuestra mente que nada hay tan distante que no pueda traerse ante nosotros. Somos capaces ya de escrutar el espacio y vislumbrar los confines del universo en edades muy cercanas a su nacimiento y, merced a los microscopios, nos acercamos al universo atómico para explorar los componentes de la materia. Parece que nada podrá (con el tiempo) escapar a nuestro control, con lo que todo nuevo “mundo” se revelará a nuestro entendimiento.

Nunca estamos satisfechos de los logros alcanzados y siempre surgirán seres especiales (Copérnico, Kepler, Galileo, Hooke, Newton…) que nos guiarán por el camino iluminado de su genio para mostrarnos la auténtica sabiduría mediante un pensamiento evolutivo que siempre dará un paso adelante, superando así el pensamiento nuevo al anterior.

La prueba de ello la podemos encontrar en Newton y Einstein. ¿Quién puede dudar de la grandeza de Newton? La pregunta está contestada de antemano. Sin embargo, los ejemplos de la historia son muy elocuentes: Newton con su física, Leibniz con su metafísica, con sus principios filosóficos como el de la razón suficiente. Y la física ganó a la metafísica; Newton a Leibniz.

Durante mucho tiempo, espacio y tiempo se entendieron como entes absolutos, hasta que llegó Einstein con sus dos teorías de la relatividad, la especial y la general, y aunque los caminos que siguió para conseguirlos no fueron metafísicos, no podemos negar la intervención de un genio de inspiración superior que, a veces, nos puede llevar a pensar que, en algún sentido, finalmente Leibniz había sido en más acertado, ya que las teorías einstenianas pueden ser clasificadas dentro de un orden del pensamiento superior.

Así, la evolución continuó su camino imparable y el espacio y el tiempo absolutos de Newton, resultaron ser menos absolutos de lo que se pensaba; eran relativos y, además, eran una misma cosa, que a partir de ahí pasó a llamarse espacio-tiempo unidos y no separados. Así fue deducido por Minkouski al leer la teoría de Einstein.

Quiero mencionar en este punto a dos grandes newtonianos: Lagrange y Laplace.

La obra de Newton, como todas las grandes obras, fue discutida y sometida a estudios rigurosos, analizada y removida. La ciencia del genio, claro, permaneció al margen de todas las críticas para dejar de ser discutida y pasar a ser desarrollada.

Recordemos en este sentido la cumbre de la física y de las matemáticas del siglo XVIII que es la Méchanique analytique (Chez la Veuve Desaint, París 1788), de Joseph-Louis Lagrange (1736 – 1813), un íntimo amigo de d’Alembert, en la que la mecánica de Newton alcanzó un nuevo nivel de pureza al reducir el sistema a un conjunto de fórmulas generales de las que se podían deducir todas las expresiones necesarias para resolver un problema. O los cinco tomos del Traité de mécanique céleste (Crapelet para J. B. M. Duprat, París 1799 – 1827) de Pierre-Simón Laplace (1749 – 1827), en los que se erradican numerosas anomalías de las explicaciones originales de Newton sobre los movimientos de los cuerpos celestes.

El testo de Laplace, al igual que el de Lagrange, era de difícil lectura para legos en las ciencias matemáticas, y tal complejidad dio lugar a versiones posteriores más sencillas para el entendimiento general, que finalmente hizo posible divulgar los enormes conocimientos alcanzados a partir de Newton, gracias a estos dos genios.

Un respiro en el camino:

  • El ignorante, teme o adora lo que no comprende.
  • Los ingratos acaban por disuadir a los virtuosos de poner en prácticas sus bondades.
  • Amigo leal y franco, mirlo blanco.

Esto me recuerda aquella aseveración atribuida indistintamente a Séneca y Aristóteles:

“¡Oh, amigos míos, no hay ningún amigo!”

Hay otra que nos da a entender que los amigos egoístas y poco dispuestos a prestarnos su ayuda, en momentos necesarios son inútiles y no importa, pues, prescindir de ellos:

“Amigo que no presta y cuchillo que no corta,

que se pierdan poco importa.”

¡Esto de los amigos! Hay otra que dice:

“El que tiene un amigo, tiene un tesoro.

El que tiene un tesoro, tiene muchos ‘amigos’.”

“Si un amigo se comporta como la sombra que,

cuando no luce el Sol nos abandona, no era un amigo.”

 

Pero volvamos al trabajo y continuemos repasando cosas interesantes y viajemos hasta el siglo XIX, que fue vital para la ciencia. Aunque la ciencia ya había mostrado para entonces su capacidad única para estudiar qué sucede en la Naturaleza y qué principio (o leyes) la gobiernan, y contaba por entonces con una larga lista de teorías, datos y héroes científicos, no se había convertido todavía en una gran empresa, en la “profesión” que terminaría siendo.

Pero esa historia se contará en el futuro por venir

emilio silvera

¡La Vida! ¿Qué será? ¿De dónde vino?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Vida    ~    Comentarios Comments (1)

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En alguno de mis trabjos, alguna vez escribí:

“Si el Universo es un oceáno,
De materia y pensamientos,
Nuestro mundo es un lago,
de Alegrías y sufrimientos.

Existen seres que saqben que son,
Están las cosas que son y no saben,
Pero todos bailan al mismo son,
del ritmo que el Universo impone.

La Materia es Energía,
En el Universo cambiante,
La Vida, como la luz del día,
Es su perla deslumbrante.

¡Si pudiéramos saber, lo que la Vida es!

 

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Lo cierto es que, no había aquí ningún cronista que pudiera haber tomado nota de aquellos acontecimientos que nos trajeron hasta ser conscientes de Ser. La Vida en nuestro planeta se debe a una gran cantidad de procesos que dieron lugar, con el paso de los miles de millones de años, desde que nació el Universo, a que la Evolución de la materia, al surgir de “algo” animado que, en forma de pequeños “seres”, primero sencillos y más tarde más complejos (procariotas y eucariotas), dieron lugar a que la aventura de la vida comenzara en nuestro planeta.

Está claro (ahora), que la sucesión de acontecimientos, tales como: cambios ambientales, catástrofes, actividad volcánica, movimientos de placas tectónicas, huracanes y terremotos, movimiento de los continentes y otros muchos, han tenido mucho que ver con las formas de vida que actualmente pueblan nuestro planeta.

Ahora sabemos que el Big Bang que dio comienzo al surgir de nuestro Universo, no era apto para la vida. Tuvieron que pasaqr algunos cientos de millones de años para que se formaran las primeras estrellas, una vez que pasó la época de la radiación y loeptónica, los Quarks formaron los primeros átomos y, al juntarse, se formó la materia.

En las estrellas, mediante la fusión nuclear, se fusionaron los elementos sencilloss existentes en aquellos primeros momentos (Hidrógeno y Helio) en otros más complejos como Berilio, Carbono, Pxígeno, Nitrógeno… y muchos más hasta el Hierro. Más tarde, en las Supernovas, se fraguaron elementos más pesados como el Uranio.

Lo cierto es que, la química de las estrellas presentes en nuestro Mundo (y en otros), hizo posibloe la presewncia de la Vida en el Universo. Aunque sólo tenemos conocimiento de que la Vida habita el planeta Tierra, las probabilidades de que también, esté presente en muchos otros es muy alta. El Universo es el mismo en todas partes y, las mismas leyes y constantes rigen las regiones lejanas a la nuestra, y, siendo así (que lo es)… ¿Por qué sólo habría vida en nuestro planeta?

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Los organismos dominantes de la vida en el Arcaico temprano fueron bacterias y arqueas, que coexistieron formando alfombras microbianas y estromatolitos (las llamadas esteras microbianas). Ahí tenemos que buscar la evolución temprana de la Vida en nuestro planeta. Más tarde, llegó la era del oxígeno y todo cambio, aquel “veneno” eliminó a muchos de los seres primarios que, anaeróbicos en su forma de existencia, no pudieron soportar el oxígeno, y, surgieron los “seres” aeróbicos (adaptados al aire) que dieron lugar a las especies que ahora conocemos, incluida la nuestra.

Claro que, para que eso llegara muchas cosas tuvieron que pasar antes, y, el camino, desde la oxigenación de la atmósfera terrestre no ha sido nada fácil, Comenzó hace unos 2.500 millones de años y, allí podemos encontrar la evidencia más temprana eucariota (las células más complejas con sus organelos y mitocondrias), aquello dio lugar a la célula múltiple y más compleja que la evolución llevó hasta nosotros.

Ciclo de vida de los helechos y afines (Pteridophyta) - esporofito raíz tallo hojas, esporangio espora gametofito.svg

Hace unos 450 millones de años que surgieron las primeras plantas en nuestro planeta, a las algas marinas se les atribuye una edad mayor que podría alcanzar los 1400 millones de años. Lo cierto es que, sólo tenemos que contemplar nuestro mundo para comprobar el éxito que han tenido las Plantas en él.

Las, Paprocie

 

Las plantas contribuyeron a la extinción del Devónico tardío. Los animales invertebrados aparecieron durante el período Ediacárico, mientras que los vertebrados se originaron hace ahora alrededor de 500 millones de años durante la explosión Cámbrica.

 

 

Durante el período Pérmico, los sinápticos, entre los que se encontraban los ancestros de los mamíferos,  dominaron la tierra pero el evento de extinción del Pérmico-Triásico hace 251 millones de años estuvo a punto de aniquilar toda la vida complejasobre la Tierra.

 

 

Resultado de imagen de extinción del Pérmico-Triásico hace 251 millones de años

 

Esta fue la cuarta extinción a gran escala que padeció la Tierra

 

No fue fácil que la Tierra se recuperara de tal catástrofe. Sin embargo, los arcosaurios se convirtieron en los vertebrados terrestres más abundantes, desplazando a los trápsidos a mediados del Triásico. Un grupo de arcosaurios, los dinosaurios, dominaron los períodos Jurásico y Cretásico, con los antepasados de los mamíferos que sobrevivieron sólo como pequeños insectívoros.

 

 

Yellow-billed stork kazinga.jpg

 

Después de la extinción masiva del Cretásico-Terciario hace ahora unos 65 millones de años que eliminó a los Dinosaurios (no aviarios), los mamíferos aumentaron de tamaño y diversidad sin aquellos enemigos temibles que antes lo podían devorar.

 

La extinción de los dinosaurios, cuestión de ‘mala suerte’

 

Aunque la extinción de los Dinosaurios se adjudica al meteorito caido en el Yucatán (México), algunos postulan que fue el oxígeno el que acabó con ellos. Algunas otras teorías circulan por ahí pero, es la del meteorito la que tiene más credibilidad.

 

 

   Los océanos se llenaron de fitoplacton y la materia orgánica natural proveniente de organismos que antes estruvieron vivos, sembró la tierra dando lugar a la proliferación tal como de plantas y animales y sus productos y residuos. Las estructuras básicas están formadas de celulosa, tanino, cutina y lignina, junto a otras proteínas, lípidos y azúcares. Todo ello de inmensa importancia en el movimiento de nutrientes en el medio ambiente que juega un importante papel en la retención de agua en la superficie del planeta.

Resultado de imagen de Los meteoritos más antiguos encontrados en la Tierra

Todas las investigaciones llevadas a cabo nos dicen que las rocas más antiguas dse la Tierra datan de hace ahora unos 3800 millones de años, mientras que los meteoritos más antiguos son de hace 4.540 millones de años. En la época en el que la Tierra estaba siendo continuamente bombardeada por los meteoritos, los expertos lo denominan el eón Hádico (nombre que significa infierno), ya que, eso parecía la Tierra por aquel entonces.

Todos los indicios nos indican que relativamente poco tiempo después de su formación, la Tierra ya solidificó su corteza terrestre, se formaron los océanos y la atmósfera que posibilitaron la presencia por evolución de la “materia inerte” de alguna clase de vida primigenia.

estromatolitos

Encontrar algún tipo de vida de la época sería algo complicado, pues el afloramiento de rocas arcaicas de la Tierra es inusual. Sin embargo, han habido algunos recientemente. El pasado año 2006 ya se identificaron células fósiles en estromatolitos en la costa australiana con 3400 millones de años de edad.

© Wikimedia Commons
Fósiles con trazas de bacterias en Pilbara.

Los primeros organismos fueron identificados en un corto periodo de tiempo y relativamente sin rasgos, sus fósiles parecen pequeñas varillas, que son muy difíciles de distinguir de las estructuras que surgen a través de procesos físicos abióticos. La más antigua evidencia indiscutible de vida en la Tierra, interpretadas como bacterias fosilizadas, datan de hace 3000 millones de años.

Mientras que esto no pruebe que las estructuras encontradas tengan un origen no biológico, no puede ser tomado como una clara evidencia de la presencia de vida. Marcas geoquímicas en las rocas depositadas hace 3400 millones de años han sido interpretados como evidencia de vidaque, en realidad, están llenas de incertidumbre.

El árbol filogenético mostrando la divergencia de las especies modernas de su ancestro común en el centro. Los tres dominios están coloreados de la siguiente forma; las Bacterias en azul, las Arqueas en verde, y los eucariotas de color rojo.

Según todos los indicios, todos los seres vivos sobre la Tierra tenemos un antepasado c´común universal. La razón biológica para ello, está determinada por el hecho cierto de que, sería prácticamente imposible que dos o más linajes separados pudieran haber desarrollado de manera independiente los muchos complejos mecanismos bioquímicos comunes a todos los organismos vivos. Todos ellos (dicho sea de paso), están basados en el Carbono.

PANSPERMIA

Nuestra imaginación (casi tan grande como el Universo), cuando no sabe sobre la certeza de alguna cuestión, suele inventar cómo podría haber sido, y, el tema de la Vida en la Tierra, no podía ser una excepción, así que, ya desde el siglo V a.C., corría la idea de que la vida en la Tierra había sido “sembrada” desde el Espacio Exterior.

La idea tomó cuerpo hallá por el siglo XX, cuando el fisico-químico Svante Arrhenius, propuso  que la vida llegó a la Tierra mediante la Panspermia, es decir, del Espacio Exterior. Otros muchos después siguieron nsus pasos como los Astrónomos Fred Hoyle, Chandra Wickramasinghe y el biológo molecular Francis Crick y el Químico Leslie Orgel.

vida

Lo cierto es que, con plena certeza científica, nadie lo sabe. Circulan tres versiones o principales hipótesis sobre las “semillas de otros lugares” a través de choques de fragmentos caidos en la Tierra en su lejano pasado:

“1) En otras partes de nuestro sistema solar a través de choques de fragmentos en el espacio por el impacto de un gran meteorito, en cuyo caso la única fuente creíble es Marte;2) Por visitantes extraterrestres, posiblemente como resultado de una contaminación interplanetaria accidental por microorganismos que trajeron con ellos, 3) Fuera del sistema solar, pero por medios naturales. Los experimentos sugieren que algunos microorganismos pueden sobrevivir al shock de ser catapultados dentro del espacio y también que algunos pueden sobrevivir a la exposición a la radiación durante varios días, pero no hay ninguna prueba de que puedan sobrevivir en el espacio por períodos mucho más largos. Los científicos creen principalmente en dos ideas; sobre la probabilidad de que la vida surgiera de forma independiente en Marte, o en otros planetas en nuestra galaxia.”

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Por mi parte, soy poco partidario de la Panspermia, creo que, en nuestro planeta, están todos los ingrediente3s necesarios para el surgir de la vida. Siendo muchísimas especies las que se han extinguido (sólo el 1% vive en la actualidad), y, sin embargo, no dejan de aparecer nuevas especies.

La Química de las estrellas estaba en aquella Nebulosa que hacde miles de millones de años formó una desconocida explosión Supernova, y, en aquellos materiales en la Nube existentes, estaban todos aquellos necesarios para que, con el paso del Tiempo, en un planeta jóven situado a la distancia adecuada de su estrella, pñudiera desarrollar los mecanismos necesarios para que la Vida, hiciera acto de presencia.

emilio silvera

 

 

 

 

Hay que recorrer un largo camino para saber

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

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                       Betelgeuse, la estrella supergigante que está en el final de vida

“La masa con la que nace una estrella determina su historia y, sobre todo, la duración de su vida. Llamamos estrellas masivas a todas aquellas estrellas aisladas que explotan como supernovas al final de su existencia debido al colapso gravitatorio. Para que exploten como supernovas deben tener un mínimo de alrededor de ocho masas solares. Estrellas con menos masa pueden explotar, pero no por sí mismas (deben darse otras condiciones). Y hay parámetros secundarios que pueden introducir cambios, pero la masa es determinante.”

“En cuanto al máximo, el límite está en lo que la naturaleza sea capaz de producir. Hasta hace poco se creía que este límite estaba en torno a monstruos de 150 masas solares, aunque recientes trabajos lo elevan hasta 300. No obstante, no es un dato seguro ya que, cuanto más masiva es una estrella, menos vive, con lo cual estrellas más grandes serían difíciles de observar.”

La NASA capta con sus telescopios la explosión estelar, que es la más cercana de este tipo desde hace dos décadas. / Image Credit: NASA/Swift/P. Brown, TAMU

Verdaderamente si pudiéramos contemplar de cerca, el comportamiento de una estrella cuando llega el final de su vida, veríamos como es, especialmente intrigante las transiciones de fase de una estrella en implosión observada desde un sistema de referencia externo estático, es decir, vista por observadores exteriores a la estrella que permanecen siempre en la misma circunferencia fija en lugar de moverse hacia adentro con la materia de la estrella en implosión. La estrella, vista desde un sistema externo estático, empieza su implosión en la forma en que uno esperaría. Al igual que una pesada piedra arrojada desde las alturas, la superficie de la estrella cae hacia abajo (se contrae hacia adentro), lentamente al principio y luego cada vez más rápidamente. Si las leyes de gravedad de Newton hubieran sido correctas, esta aceleración de la implosión continuaría inexorablemente hasta que la estrella, libre de cualquier presión interna, fuera aplastada en un punto de alta velocidad. Pero no era así según las fórmulas relativistas que aplicaron Oppenheimer y Snyder. En lugar de ello, a medida que la estrella se acerca a su circunferencia crítica su contracción se frena hasta hacerse a paso lento. Cuanto más pequeña se hace la estrella, más lentamente implosiona, hasta que se congela exactamente en la circunferencia crítica y, dependiendo de su masa, explosiona como supernova para formar una inmensa nebulosa o, se tranforma en nebulosa planetaria, más pequeña.

Eta Carinae's great eruption in the 1840s created the billowing Homunculus Nebula, imaged here by Hubble. Now about a light-year long, the expanding cloud contains enough material to make at least 10 copies of our sun. Astronomers cannot yet explain what caused this eruption.

La gran erupción de Eta Carinae en la década de 1840 creó la nebulosa del Homúnculo, mostrada aquí en una imagen tomada por el Hubble. Con una longitud ahora de un año-luz, la nube en expansión contiene suficiente material para hacer por lo menos 10 copias de nuestro Sol. Los astrónomos aún no pueden explicar qué causó esta explosión. Crédito: NASA, ESA, y el Hubble SM4 ERO Team

Ahí podemos observar a una estrella muy joven, de dos o tres millones de años que, en un futuro lejano será una gran Supernova. Los procesos que podríamos observar al final de la vida de una estrella gigante… ¡Son fascinantes! Ese punto azulado que vemos envuelto en una masa de gas y polvo, no es otra cosa que la estrella Eta Carinae, una variable luminosa azul hipermasiva. Su masa puede osciular entre las 100 y 150 masas solares y, como el límite para la masa de una estrella está estipulado en 120 masas solares, ésta de arriba, para no ser destruída por su propia radiación, eyecta material al espacio interestelar para descongestionarse.

En la escena que antes explicabámos, por mucho tiempo que nos quedemos esperando y comtemplando el suceso, si uno está en reposo fuera de la estrella (es decir, en reposo en el sistema de referencia externo estático), uno nunca podrá ver que la estrella implosiona a través de la circunferencia crítica. Ese fue el mensaje inequívoco que Oppenheimer y Snyder nos enviaron. Para poder ver eso, habría que estar dentro de la estrella, instalado en la materia que está sufriendo la contracción y, no sabemos porque eso es así.

¿Se debe esta congelación de la implosión a alguna fuerza inesperada de la relatividad general en el interior de la estrella? No, en absoluto, advirtieron Oppenheimer y Snyder. Más bien se debe a la dilatación gravitatoria del tiempo (el frenado del flujo del tiempo) cerca de la circunferencia crítica. Tal como lo ven los observadores estáticos, el tiempo en la superficie de la estrella en implosión debe fluir cada vez más lentamente cuando la estrella se aproxima a la circunferencia crítica; y, consiguientemente, cualquier cosa que ocurre sobre o en el interior de la estrella, incluyendo su implosión, debe aparecer como si el movimiento se frenara poco a poco hasta congelarse.

Por extraño que esto pueda parecer, aún había otra predicción más extrañas de las fórmulas de Oppenheimer y Snyder: si bien es cierto que vista por observadores externos estáticos la implosión se congela en la circunferencia crítica, no se congela en absoluto vista por los observadores que se mueven hacia adentro con la superficie de la estrella. Si la estrella tiene una masa de algunas masas solares y empieza con un tamaño aproximado al del Sol, entonces vista desde su propia superficie implosiona hacia la circunferencia crítica en aproximadamente una hora, y luego sigue implosionando más allá de la criticalidad hacia circunferencias más pequeñas.

Allá por el año 1939, cuando Oppenheimer y Snyder descubrieron estas cosas, los físicos ya se habían acostumbrados al hecho de que el tiempo es relativo; el flujo del tiempo es diferente medido en diferentes sistemas de referencia que se mueven de diferentes formas a través del Universo. Claro que, nunca antes había encontrado nadie una diferencia tan extrema entre sistemas de referencia. Que la implosión se congele para siempre medida en el sistema externo estático, pero continúe avanzando rápidamente superando al punto de congelación medida en el sistema desde la superficie de la estrella era extraordinariamente difícil de comprender. Nadie que estudiara las matemáticas de Oppenheimer y Snyder se sentía cómodo con semejante distorsión extrema del tiempo. Pero ahí estaba, en sus fórmulas. Algunos podían agitar sus brazos con explicaciones heurísticas, pero ninguna explicación parecía muy satisfactoria. No sería completamente entendido hasta finales de los cincuenta.

Fue Wheeler el que discrepó del trabajo de Oppenheimer y Snyder, alegando, con toda la razón que, cuando ellos habían realizado su trabajo, habría sido imposible calcular los detalles de la implosión con una presión realista (presión térmica, presión de degeneración y presión producida por la fuerza nuclear), y con reacciones nucleares, ondas de choque, calor, radiación y expulsión de masa. Sin embargo, los trabajos desde las armas nucleares de los veinte años posteriores proporcionaron justamente las herramientas necesarias.

Presión, reacciones nucleares, ondas de choque, calor radiación y expulsión de masa eran todas ellas características fundamentales de una bomba de hidrógeno; sin ellas, una bomba no explosionaría. A finales de los años cincuenta, Stirling Colgate quedó fascinado por el problema de la implosión estelar. Con el apoyo de Edward Teller, y en colaboración con Richard White y posteriormente Michael May, Colgate se propuso simular semejante implosión en un ordenador. Sin embargo, cometieron un error, mantuvieron algunas de las simplificaciones de Oppenheimer al insistir desde el principio en que la estrella fuera esférica y sin rotación, y, aunque tuvieron en cuenta todos los argumentos que preocupaban a Wheeler, aquello no quedó perfeccionado hasta después de varios años de esfuerzo y, a comienzo de los años sesenta ya estaban funcionando correctamente.

Un día a principio de los años sesenta, John Wheeler entró corriendo en la clase de relatividad de la Universidad de Princeton. Llegaba un poco tarde, pero sonreía con placer. Acababa de regresar de una visita a Livermore donde había visto los resultados de las simulaciones recientes de Colgate y su equipo. Con excitación en su voz dibujó en la pizarra un diagrama tras otro explicando lo que sus amigos de Livermore habían aprendido.

Cuando la estrella en implosión tenía una masa pequeña, desencadenaba una implosión de supernova y formaba una estrella de neutrones precisamente en la forma que Fritz Wicky había especulado treinta años antes. Sin embargo, si la estrella original era más masiva lo que allí se producía (aparte de la explosión supernova) era un agujero negro notablemente similar al altamente simplificado  modelo que veinticinco años  calcularon Oppenheimer y Snyder. Vista desde fuera, la implosión se frenaba y se quedaba congelada en la circunferencia crítica, pero vista por alguien en la superficie de la estrella, la implosión no se congelaba en absoluto. La superficie de la estrella se contraía a través de la circunferencia crítica y seguía hacia adentro sin vacilación.

Lo cierto fue que allí, por primera vez, se consiguió simular por ordenador la implosión que debía producir agujeros negros. Está claro que la historia de todo esto es mucho más larga y contiene muchos más detalles que me he saltado para no hacer largo el trabajo que, en realidad, sólo persigue explicar a ustedes de la manera más simple posible, el trabajo que cuesta obtener los conocimientos que no llegan (casi nunca) a través de ideas luminosas, sino que, son el resultado del trabajo de muchos.

Hoy, sabemos mucho más de cómo finaliza sus días una estrella y, dependiendo de su masa, podemos decir de manera precisa que clase de Nebulosa formará, que clase de explosión (si la hay) se producirá, y, finalmente, si el resultado de todo ello será una estrella enana blanca que encuentra su estabilidad final por medio del Principio de exclusión de Pauli (en mecánica cuántica)que se aplica a los fermiones pero no a los Bosones (son fermiones los quarks, electrones, protones y neutrones), en virtud del cual dos partículas idénticas en un sistema, como los electrones en un átomo o quarks en un hadrón (protón o neutrón, por ejemplo), no pueden poseer un conjunto idéntico de números cuánticos.

La estrella azul cerca del centro de esta imagen es Zeta Ophiuchi. Cuando se ve en luz visible aparece como una estrella roja relativamente débil rodeada de otras estrellas tenues y sin polvo. Sin embargo, en esta imagen infrarroja tomada con campo amplio por el Explorador Infrared Survey de la NASA, o WISE, un punto de vista completamente diferente emerge. Zeta Ophiuchi es en realidad una muy masiva y caliente estrella azul, brillante que traza su camino a través de una gran nube de polvo y gas interestelar.

Una estrella masiva alejándose de su antiguo compañero se manifiesta haciendo un imponente surco a través de polvo espacial, como si se tratase de la proa de un barco. La estrella, llamada Zeta Ophiuchi, es enorme, con una masa de cerca de 20 veces la de nuestro Sol. En esta imagen, en los que se ha traducido la luz infrarroja a colores visibles que vemos con nuestros ojos, la estrella aparece como el punto azul en el interior del arco de choque. Zeta Ophiuchi orbitó una vez alrededor de una estrella aún más grande. Pero cuando la estrella explotó en una supernova, Zeta Ophiuchi se disparó como una bala. Viaja a la friolera velocidad de 24 kilómetros por segundo arrastrando con ella un conglomerado de polvo que distorsiona la región por la que pasa.

Mientras la estrella se mueve través del espacio, sus poderosos vientos empujan el gas y el polvo a lo largo de su camino en lo que se llama un arco de choque. El material en el arco de choque está tan comprimido que brilla con luz infrarroja que  WISE puede captar. El efecto es similar a lo que ocurre cuando un barco cobra velocidad a través del agua, impulsando una ola delante de él.  Esta onda de choque queda completamente oculta a la luz visible. Las imágenes infrarrojas como esta son importantes para arrojar nueva luz sobre lo que ocurre en situaciones similares.

Pero, siguiendo con el tema de las implosiones de las estrellas, ¿cuál es la razón por la que la materia no se colapsa, totalmente, sobre sí misma? El mismo principio que impide que las estrellas de neutrones y las estrellas enanas blancas implosionen totalmente y que, llegado un momento, en las primeras se degeneran los neutrones y en las segundas los electrones, y, de esa manera, se frena la compresión que producía la gravedad y quedan estabilizadas gracias a un principio natural que hace que la materia normal sea en su mayor parte espacio vacio también permite la existencia de los seres vivos. El nombre técnico es: El Principio de Exclusión de Pauli y dice que dos fermiones (un tipo de partículas fundamentales) idénticos y con la misma orientación no pueden ocupar simultáneamente el mismo lugar en el espacio. Por el contrario, los bosones (otro tipo de partículas, el fotón, por ejemplo) no se comportan así, tal y como se ha demostrado recientemente por medio de la creación en el laboratorio de los condensados de Bose-Einstein.

¿Cuál es la diferencia?

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Tal como nos dice el Modelo Etándar, los Bosones en azul al margen derecho, son las partículas transmisioras de las fuerzas

Los bosones son sociables; les gusta estar juntos. Como regla general, cualquier átomo con un número par de electrones+protones+neutrones es un bosón. Así, por ejemplo, los átomos del sodio ordinario son bosones, y pueden unirse para formar condensados Bose-Einstein.

Izquierda: Los bosones son sociables; los fermiones son antisociales.

Los fermiones, por otro lado, son antisociales. No pueden juntarse en el mismo estado cuántico (por el “Principio de Exclusión de Pauli” de la mecánica cuántica). Cualquier átomo con un número impar de electrones+protones+neutrones, como el potasio-40, es un fermión.

Pero, estábamos diciendo: “…no pueden poseer un conjunto idéntico de números cuánticos.” A partir de ese principio, sabemos que, cuando una estrella como nuestro Sol deja de fusionar Hidrógeno en Helio que hace que la estrella deje de expandirse y quede a merced de la Gravedad, ésta implosionará bajo el peso de su propia masa, es decir, se contraerá sobre sí misma por la fuerza gravitatoria pero, llegará un momento en el cual, los electrones, debido a ese principio de exclusión de Pauli que les impide estar juntos, se degeneran y se moverán de manera aleatoria con velocidades relativista hasta el punto de ser capaces de frenar la fuerza provocada por la gravedad, y, de esa manera, quedará estabilizada finalmente una estrella enana blanca.

Si hablamos de una estrella supermasiva, su produce la implosión arrojando las capas externas al espacio interestelar mientras que el grueso de la estrella se comprime más y más sin que nada la pueda frenar, aquí no sirve el Principipo de exclusión de Pauli para los fermiones y, es tal la fuerza gravitatoria que se desencadena como consecuencia de que la estrella supergigante no puede seguir fusionando y queda a merce4d de una sola fiuerza: La Gravedad, que ésta, la comprime hasta lo inimaginable para convertir toda aquella ingente masa en una singularidad, es decir, un punto de densidad y energía “infinitas” que ni la luz puede escapar de allí, y, el tiempo se ralentiza y el espacio se curva a su alrededor.

Si la estrella original es más masiva, la degeneración de los electrones no será suficiente para frenar la fuerza gravitatoria y, los electrones se fusionaran con los protones para convertirse en neutrones que, bajo el mismo principio de exclusión sufrirán la degeneración que frenará la fuerza de gravedad quedando entonces una estrella de neutrones. Por último, si la estrella es, aún más masiva, ni la degeneración de los neutrones será suficiente para frenar la inmensa fuerza gravitatoria generada por la masa de la estrella que, continuará la implosión contrayéndose cada vez más hasta desaparecer de nuestra vista convertida en un agujero negro.

¿Qué forma adoptará, qué transición de fase se produce en la materia dentro de una Singularidad?

¡Resulta todo tan complejo!

emilio silvera

Sobre las simetrías

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                                                                La simetría esférica del planeta Marte

La simetría es una propiedad universal tanto en la vida corriente, desde un punto de vista matemático como desde el quehacer de la Física Teórica. En realidad, lo que observamos en la vida corriente es siempre lo repetitivo, lo simétrico, lo que se puede relacionar entre sí por tener algo común.

En un sentido dinámico, la simetría podemos entenderla como lo que se repite, lo reiterativo, lo que tiende a ser igual. Es decir, los objetos que, por mantener la misma geometría, son representativos de otros objetos. En el Caos matemático encontramos esta concepción de la simetría en el mundo los fractales. Sin embargo, la simetría es mucho más.

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                                                         Distintos ángulos de simetría

Cuando miro en mi diccionario de Física la palabra Simetría, lo que me dice es: “Conjunto de invariancias de un sistema. Al aplicar una transformación de simetría sobre un sistema, el sistema queda inalterado, la simetría es estudiada matemáticamente usando teoría de grupos. Algunas de las simetrías son directamente físicas. Algunos ejemplos son las reflexiones y las rotaciones en las moléculas y las translaciones en las redes cristalinas. Las simetrías pueden ser discretas (es decir, cuando hay un número finito de transformaciones de simetría), como el conjunto de rotaciones de una molécula octaédrica, o continuas (es decir, cuando no hay número finito), como el conjunto de rotaciones de un átomo o núcleo. Existen simetrías más generales y abstractas, como la invariancia CTP y las simetrías asociadas a las teorías gauge.”

                                     El Universo está lleno de simetrías por todas partes

También podemos hablar de simetría rota y de supersimetrías. Durante los últimos tiempos, los Físicos han elevado los principios de simetría al más alto nivel en la escala de lo que podemos entender por una explicación. Cuando encontramos una Ley propuesta de la Naturaleza, una pregunta se nos viene a la mente: ¿por qué esta ley? ¿Por qué la realatividad especial y la general? ¿Por qué el electromagnetismo de Maxwell? ¿Por qué las teorías de Yang-Mills de las fuerzas nucleares fuerte y débil? Claro que, una respuesta de importancia es que, las teorías hacen predicciones que han sido repetidamente conformadas con precisos experimentos, con diversidad de científicos y lugares y que, siempre, en todos los casos, dieron el mismo resultado. Esto, por supuesto, es la base de la confianza esencial que los físicos tienen en esas teorías.

Claro que, se deja fuera algo esencial: Los físicos creen también que están en el camino correcto porque, de algún modo que no pueden explicar, tienen la convicción de que son correctas, y las ideas de simetría son esenciales para esa intuición. Se presiente que es correcto que ningún lugar del Universo es especial comparado con cualquier otro lugar del Universo, así que los físicos tienen la confianza de que la simetría de traslación debería estar entre las simetrías de las leyes de la Naturaleza. Se presiente que es correcto que ningún movimiento a velocidad constante es especial comparado con cualquier otro. De modo que los físicos tienen confianza en que la relatividad especial, al abrazar plenamente la simetría entre todos los observadores con velocidad constante, es una parte esencial de las leyes de la Naturaleza.

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                              Los hongos atómicos también guardan cierta simetría

Así que las simetrías de la Naturaleza no son meras consecuencias de las leyes de la Naturaleza. Desde nuestra perspectiva moderna, las simetrías son la base de la que manan las leyes y, siendo así (que lo es), cuando un físico observa una simetría, agudiza su atención, ya que, allí, en aquel lugar, podría encontrarse alguna ley de la Naturaleza que siguiendo aquella presencia, se podría descubrir.

Más allá de su papel en dar forma a las leyes que gobiernan las fuerzas de la Naturaleza, las ideas de simetría son vitales para el propio concepto del tiempo. Nadie ha sabido encontrar todavía definición fundamental y definitiva del tiempo. Sin embargo, es indudable que el papel del tiempo en la constitución del cosmos es llevar una especie de registro de los sucesos y acontecimientos que en el universo ocureren: Nace una estrella, se forma una nueva galaxia, explota una supernova, muere una estrella masiva y surge un agujero negro

Sí, todos fuímos jóvenes y el paso del tiempo nos transformó en más viejos pero, no por ello más sabios. Eso sí, con algo más de experiencia y más prudentes a la hora de decidir sobre las cosas importantes que siempre, aunque de joven no le prestemos atención, trae consecuencias.

Reconocemos el transcurrir del tiempo al mirar y ver que, las cosas, no son iguales hoy que lo fueron ayer. Con el transcurrir del tiempo todo cambia y nada permanece. ¿Será el tiempo otra simetría? Debe serlo, ya que, ningún cambio le afecta y, su transcrrir queda inalterado por mucho camino que pudiera haber recorrido y, eso, lo hace diferente de todo lo demás: Todo cambia excepto el tiempo.

Así, tenemos que llegar a la conclusión de que, el concepto de simetría es, para los Físicos, indispensable como punto de referencia en el descubrimiento de las teorías que más tarde, llegan a convertirse en leyes de la Naturaleza al comprobarse que, son inalterables: Otra vez la Simetría. El desarrollo de la moderna teoría cosmológica, por ejemplo, tiene mucho que ver con la simetría. El signioficado del Tiempo, su aplicabilidad al universo en su conjunto, la forma global del espacio, e incluso el marco subyacente de la relatividad especial, todo descansa sobre fundamentos de simetría.

Durante el último siglo un concepto muy importante en Física, sobre todo en Mecánica Cuántica, ha sido y es el de simetría. Uno de los resultados más bonitos de la Física dice que allá donde hay una simetría hay una cantidad conservada. Es lo que se llama teorema de Noether. De este modo, las leyes de la Física pueden ser iguales bajo una u otra simetría y para cada uno de esos casos se conservará algo. Así por ejemplo, la simetría de traslación temporal corresponde a una cantidad conservada: la energía. También ocurre que las leyes de la física son las mismas bajo unas transformaciones de rotación en el espacio tridimensional y eso significa que se conserva el momento angular.

Allí donde veámos presente la simetría, debemos prestar atención, ya que, podría ser el indicio de que algo importante se podría derivar de esa simetría presente que, en física, como hemos comentado, es un principio de gran importancia.

 

La simetría puede estar en todas partes y, si nos fijamos bien, en nuestra vida cotidiana, estamos rodeado de ella. En este universo nuestro, casi todo está implicado con cierta dosis de simetría que, por otra parte, nos viene a decir que, en un universo que gira sobre sí mismo, es lógico que pensemos que todo lo que contiene, se comporte de la misma manera.
emilio silvera

Un final para una gran misión

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8 cosas sobre Saturno que quiza no sabias

La sonda Cassini se aproxima a su ‘Gran Final’ en Saturno

Se adentrará entre el planeta y sus anillos para acabar desintegrada en la atmósfera del gigante gaseoso

 

 

 

 

La sonda Cassini y Saturno

Desde que en octubre del año 1997 fuera lanzada la sonda Cassini, hasta que el 15 de septiembre de 2017 se destruya, habrán pasado 20 años. Durante ese tiempo ha sido la primera nave que ha orbitado en Saturno, ha retratado el planeta y sus anillos, las lunas Titán y Encélado, buscando la presencia de vida y ayudando a resolver innumerables misterios.

MÁS INFORMACIÓN

 

 

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La nave no tripulada Cassini-Huygens fue lanzada por un cohete Titán 4B y con un peso de 5.670 kilogramos ha recorrido más de 3.500 millones de kilómetros. Cassini llegó a Saturno en el año 2004, y se convirtió en el primer satélite artificial tras una larga maniobra, enviando valiosa información desde que entró en órbita.

En noviembre de 2016 la sonda Cassini empezó a cambiar el rumbo, con el objetivo de sobrevolar el polo norte de Saturno y el anillo más alejado del planeta. A partir de abril de 2017, la nave se ha ido acercando a Titán para aprovechar su empuje gravitatorio y adentrarse en el espacio entre el anillo más interno y el planeta, una extensión de unos 2.400 kilómetros de ancho, realizando 22 órbitas, cada una con una duración de seis días, y acercándose como nunca se había llegado al sexto planeta del Sistema Solar. La información que consiga, según ha explicado la NASA, puede responder a grandes preguntas sobre Saturno, cuál es su estructura interna, cuánto dura un día en el planeta, a qué velocidad gira su núcleo, y cuándo se formaron sus anillos. Será la primera ocasión en la que se van a analizar partículas de hielo de los anillos principales y las capas externas de la atmósfera.

 

 

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El próximo 11 de septiembre realizará su último sobrevuelo, que se ha dado en llamar el ‘beso de despedida’, y que servirá para encaminar a Cassini hacia su desintegración en la atmósfera de Saturno cuatro días más tarde. En estos momentos el combustible se está agotando, y se intenta evitar que sus restos contaminen los lagos de Titán o los mares de Encélado, porque se han descubierto géiseres con compuestos químicos esenciales para sustentar microbios.

Entre la información que ha enviado la sonda, destacan unas fotografías que muestran las vistas de la descomunal tormenta hexagonal que reina en el polo norte del planeta y las imágenes de mayor resolución que se hayan tomado de Pandora, la luna de 84 kilómetros de diámetro en el anillo exterior. También datos publicados sobre el lado nocturno de Titán presenta entre 10 y 200 veces más luz que su lado diurno, los científicos creen que podría deberse a la eficiente difusión frontal de la luz solar por la extensa neblina de su atmósfera, un comportamiento que en nuestro Sistema Solar solo presenta Titán.

Cassini llega al final de su viaje, pero hasta el momento de su desintegración nos seguirá transmitiendo lo que pasa tan lejos de la Tierra.