Un nuevo estudio dirigido por la NASA muestra que los bosques tropicales pueden estar absorbiendo mucho más dióxido de carbono que lo que pensaban muchos científicos, en respuesta al aumento de los niveles atmosféricos de los gases de efecto invernadero. El estudio estima que los bosques tropicales absorben 1.400 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono de una absorción global total de 2.500 millones (más de lo que es absorbido por los bosques de Canadá, de Siberia y de otras regiones del norte, llamados bosques boreales).
“Esta es una buena noticia, porque la absorción en los bosques boreales ya se está frenando, mientras que los bosques tropicales pueden seguir absorbiendo carbono durante muchos años más”, dijo David Schimel, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, ubicado en Pasadena, California. Schimel es el autor principal de un trabajo sobre la nueva investigación, que aparece en línea en Proceedings of the National Academy of Sciences (Registros de la Academia Nacional de Ciencias).
Los bosques y otra vegetación en tierra actualmente eliminan hasta el 30 por ciento de las emisiones humanas de dióxido de carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis. Si la tasa de absorción fuera más lenta, la tasa de calentamiento global a su vez se aceleraría.
El nuevo estudio es el primero en idear una forma de hacer comparaciones del tipo “manzanas con manzanas” respecto de los cálculos de dióxido de carbono de muchas fuentes en diferentes escalas: modelos informáticos de procesos del ecosistema, modelos atmosféricos llevados hacia atrás en el tiempo para deducir las fuentes de las concentraciones actuales (llamados modelos inversos), imágenes satelitales, datos de parcelas de bosque experimental y mucho más. Los investigadores conciliaron todos los tipos de análisis y evaluaron la exactitud de los resultados tomando como base cuán bien reprodujeron las mediciones independientes hechas en tierra. Obtuvieron así su nueva estimación de la absorción del carbono tropical de los modelos que ellos determinaron eran los más confiables y verificados.
“Hasta nuestro análisis, no se había llevado a cabo con éxito una conciliación global de la información sobre los efectos del dióxido de carbono de las comunidades relacionadas con la atmósfera, la silvicultura y los modelos”, dijo el coautor Joshua Fisher, del JPL. “Es increíble que todos estos tipos de orígenes de datos independientes empiecen a converger en una respuesta”.
Los bosques tropicales
La pregunta sobre qué tipo de bosque es el que absorbe la mayor cantidad de carbono “no es sólo una curiosidad contable”, señaló el coautor Britton Stephens, del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica (National Center for Atmospheric Research, en idioma inglés), ubicado en Boulder, Colorado. “Tiene grandes implicaciones para poder comprender si los ecosistemas terrestres globales podrían seguir compensando nuestras emisiones de dióxido de carbono o podrían comenzar a agravar el cambio climático”.
A medida que las emisiones causadas por los seres humanos agregan más dióxido de carbono a la atmósfera, los bosques en todo el mundo lo utilizan para crecer más rápidamente, reduciendo así la cantidad que permanece en el aire. Este efecto se denomina fertilización carbónica. “En igualdad de condiciones, el efecto es más fuerte a temperaturas más altas, lo que significa que será mayor en los trópicos que en los bosques boreales”, expresó Schimel.
Pero el cambio climático también disminuye la disponibilidad de agua en algunas regiones y hace que la Tierra se caliente, lo que da lugar a incendios forestales más frecuentes y más grandes. En los trópicos, los seres humanos agravan el problema con la quema de madera durante la deforestación. Los incendios no sólo detienen la absorción del carbono al matar los árboles, sino que también arrojan grandes cantidades de carbono a la atmósfera mientras la madera se quema.
Durante alrededor de 25 años, la mayoría los modelos climáticos informáticos han mostrado que los bosques de latitudes medias del hemisferio norte absorben más carbono que los bosques tropicales. Ese resultado se basó inicialmente en lo que se conocía sobre los flujos globales de aire y en los datos limitados que sugerían que la deforestación hacía que los bosques tropicales liberaran más dióxido de carbono que el que estaban absorbiendo.
A mediados de la década de 2000, Stephens utilizó mediciones del dióxido de carbono llevadas a cabo desde algunas aeronaves con el fin de mostrar que muchos modelos climáticos no representaban de manera correcta los flujos de carbono por encima del nivel del suelo. Los modelos que coincidían con las mediciones hechas por los aviones fueron los que mejor mostraron la mayor absorción de carbono en los bosques tropicales. Sin embargo, aún no había suficientes conjuntos de datos globales como para validar la idea de una gran absorción por parte de los bosques tropicales. Schimel dijo que su nuevo estudio sacó ventaja de una gran cantidad de trabajo que otros científicos han realizado desde el trabajo de Stephens para reunir datos nacionales y regionales de varios tipos con el propósito de formar conjuntos de datos y convertirlos en datos contundentes y globales.
Schimel señaló que su trabajo concilia los resultados en todas las escalas, desde los poros de una sola hoja, donde la fotosíntesis se lleva a cabo, hasta todo el planeta Tierra, a medida que el aire mueve el dióxido de carbono alrededor del globo. “Lo que habíamos tenido hasta este trabajo era una teoría de la fertilización con dióxido de carbono basada en fenómenos a escala microscópica y observaciones a escala mundial que parecían contradecir esos fenómenos. Aquí, al menos, hay una hipótesis que proporciona una explicación coherente que incluye lo que conocemos del funcionamiento de la fotosíntesis y lo que está pasando a escala planetaria”.
A cualquier región del Universo que podamos enfilar nuestros telescopios… Siempre veremos las mismas cosas, las mismas manifestaciones de energías, los mismos asombrosos objetos y, en todas, sin excepción, se producen las mismas maravillas.
Está claro que pensar siquiera en que en nuestro Universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, habrá distintas leyes físicas, sería pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario, los científicos suponen con prudencia que, sean cuales fueran las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte del Cosmos por muy remota que se encuentre aquella región; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos y las fuerzas que intervinieron para formarlo también.
La materia y las fuerzas que conforman nuestro Universo
Las fuerzas fundamentale son
Tipo de Fuerza
Alcance en m
Fuerza relativa
Función
Nuclear fuerte
<3×10-15
1041
Une Protones y Neutrones en el núcleo atómico por medio de Gluones.
Nuclear débil
< 10-15
1028
Es responsable de la energía radiactiva producida de manera natural. Portadoras W y Z–
Electromagnetismo
Infinito
1039
Une los átomos para formar moléculas; propaga la luz y las ondas de radio y otras formas de energías eléctricas y magnéticas por medio de los fotones.
Gravitación
Infinito
1
Mantiene unidos los planetas del Sistema Solar, las estrellas en las galaxias y, nuestros pies pegados a la superficie de la Tierra. La transporta el gravitón.
Fue Einstein el que anunció lo que se llamó principio de covariancia: que las leyes de la naturaleza deberían expresarse en una forma que pareciera la misma para todos los observadores, independientemente de dónde estuvieran situados y de cómo se estuvieran moviendo. En caso contrario… ¿En qué clase de Universo estaríamos?
LA ECUACIÓN DE LA RELATIVIDAD GENERAL
En la parte izquierda se describe la geometría del espacio-tiempo, y en la derecha, la presencia de masa-energía: la idea de que la masa curva el espacio-tiempo. La ecuación está escrita sobre un tren antiguo en un cementerio de trenes de Bolivia. Tras él, se aprecia la Vía Láctea, cuyo movimiento es descrito por la teoría de Einstein.
es un tensor simétrico 4 x 4, así que tiene 10 componentes independientes. Dado la libertad de elección de las cuatro coordenadas del espacio-tiempo, las ecuaciones independientes se reducen en número a 6. Estas ecuaciones son la base de la formulación matemática de la relatividad general. Nótese que considerando la contracción sobre los dos índices de la última relación se encuentra que el escalar de curvatura se relaciona con la traza del tensor energía impulso y la constante cosmológica mendiante:
Esa relación permite escribir equivalentemente las ecuaciones de campo como:
El 25 de noviembre de 1915 Albert Einstein presentaba en la Academia de Ciencias de Berlín la ecuación final que contenía la esencia de su teoría de la relatividad general. El conjunto de ecuaciones de campo de la rewlatividad general es uno de los mayores ejemplos que existen del esfuerzo humano por alcanzar el conocimiento de la Naturaleza y la identidad del Universo.
DAVID HILBERT
El matemático alemán, muy influyente en su época y padre también de importantes teorías, pugnó con Einstein por formular la de la relatividad general y detectar los errores del físico. Einstein dijo de él que era el único que había comprendido realmente su teoría. Se distanciaron, pero después el físico le escribió para hacer las paces y mantuvieron una buena relación.
Lo cierto es que Einstein fue muy afortunado y pudo lanzar al mundo su teoría de la relatividad especial, gracias a muchos apoyos que encontró en Mach, en Lorentz, en Maxwell… En lo que se refiere a la relatividad general, estuvo dando vueltas y vueltas buscando la manera de expresar las ecuaciones de esa teoría pero, no daba con la manera de expresar sus pensamientos.
Sin embargo, fue un hombre con suerte, ya que, durante la última parte del siglo XIX en Alemania e Italia, matemáticos puros habían estado inmersos en el estudio profundo y detallado de todas las geometrías posibles sobre superficies curvas. Habían desarrollado un lenguaje matemático que automáticamente tenía la propiedad de que toda ecuación poseía una forma que se conservaba cuando las coordenadas que la describían se cambiaban de cualquier manera. Este lenguaje se denominaba cálculo tensorial. Tales cambios de coordenadas equivalen a preguntar qué tipo de ecuación vería alguien que se moviera de una manera diferente.
Einstein se quedó literalmente paralizado al leer la Conferencia de Riemann. Allí, delante de sus propios ojos tenía lo que Riemann denominaba Tensor métrico. Einstein se dio cuenta de que era exactamente lo que necesitaba para expresar de manera precisa y exacta sus ideas. Así llegó a ser posible la teoría de la relatividad general.
Gracias al Tensor de Rieman, Einstein pudo formular:
Recordando aquellos años de búsqueda e incertidumbre, Einstein escribió:
“Los años de búsqueda en la oscuridad de una verdad que uno siente pero no puede expresar el deseo intenso y la alternancia de confianza y desazón hasta que uno encuentra el camino a la claridad y comprensión sólo son familiares a aquél que los ha experimentado. “
Einstein, con esa aparentemente sencilla ecuación que arriba podemos ver, le dijo al mundo mucho más, de lo que él mismo, en un principio pensaba. En ese momento, se podría decir, sin temor a equivocarnos que comenzó la historia de la cosmología moderna. Comprendidmos mejor el universo, supimos ver y comprender la implosión de las estrellas obligadas por la gravedad al salir de la secuencia principal, aprecieron los agujeros negros… y, en fin, pudimos acceder a “otro universo”.
Es curioso como la teoría de la relatividad general nos ha llevado a comprender mejor el universo y, sobre todo, a esa fuerza solitaria, la Gravedad. Esa fuerza de la naturaleza que ahora está sola, no se puede juntar con las otras fuerzas que -como tantas veces hemos comentado aquí-, tienen sus dominios en la mecánica cuántica, mientras que la gravitación residen en la inmensidad del cosmos; las unas ejercen su dominio en los confines microscópicos del átomo, mientras que la otra sólo aparece de manera significativa en presencia de grandes masas galácticas, estelas y de objetos que, como los agujerods negros y los mundos, emiten la fuerza curvando el espacio a su alrededor y distorsionando el tiempo si su densidad llega a ser extrema.
A partir de las ecuaciones de campo de Einstein, Schawarzschild dedujo la existencia de los Agujeros negros. El agujero negro de Schwarzschild es descrito como una singularidad en la cual una geodésica puede sólo ingresar, tal tipo de agujero negro incluye dos tipos de horizonte: un horizonte “futuro” (es decir, una región de la cual no se puede salir una vez que se ha ingresado en ella, y en la cual el tiempo -con el espacio- son curvados hacia el futuro), y un horizonte “pasado”, el horizonte pasado tiene por definición la de una región donde es imposible la estancia y de la cual sólo se puede salir; el horizonte futuro entonces ya correspondería a un agujero blanco
Cuando miramos al cielo nocturno -en la imagen de arriba lo hacemos desde Tenerife- y nos sentimos reducidos, empequeñecidos por la inmensidad de las luces celestes que puntúan en el cielo, estamos mirando realmente una minúscula porción de las estrellas localizadas en el brazo de Orión. El resto de los 200 mil millones de estrellas de la Vía Láctea están tan lejanas que apenas pueden ser vistas como una cinta lechosa que cruza el cielo nocturno.
Cuando recordamos que la galaxia Andrómeda se está acercando a la Vía Láctea a unos 300 km/s, y sabiendo lo que ahora sabemos, no podemos dejar de preguntarnos ¿dónde estará la Humanidad dentro de cinco mil millones de años? Si tenemos la suerte de haber podido llegar tan lejos -que es dudoso-, seguramente, nuestra inmensa imaginación habrá desarrollado conocimientos y tecnologías suficientes para poder escapar de tan dramático suceso. Estaremos tan ricamente instalados en otras galaxias, en otros mundos. De alguna manera… ¿No es el Universo nuestra casa?
Cuando pasen muchos, muchos, muchísimos eones, el Universo llegará a su final, y, las estrellas dejarán de brillar, toda su inmensidad será un lugar oscuro y frío, el cero absoluto (-273 ºC) se habrá apoderado de todo y, ni los átomos se moverán (añadido aclaratorio a la entrevista siguiente).
“El universo terminará en una nada fría y oscura”
La astrofísica de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) trata de averiguar de qué está hecho el 95% del universo que aún desconocemos
Catherine Heymans, física, y especialista en materia oscura en la Fundación BBVA, en Madrid
La astrónoma Catherine Heymans imagina un final desolador para el cosmos. Desde hace 20 años, se sabe que el universo se expande cada vez más rápido impulsado por una misteriosa energía oscura. “Aunque las galaxias permanecerán unidas, porque la gravedad es demasiado fuerte, las estrellas agotarán su combustible y se apagarán lentamente y todo terminará en una nada fría y oscura”. Justo después de acabar esta descripción trágica del universo conocido parece apenada durante medio segundo antes de soltar una risotada.
Universidad de Edimburgo
Heymans, catedrática de Astrofísica de la Universidad de Edimburgo, se enfrenta a los misterios del cosmos con emoción y humor. Lidera el proyecto KIDs (Dilo-Degree-Survey) uno de los principales proyectos del mundo diseñados para estudiar la materia y la energía oscuras, dos elementos desconocidos que componen el 95% del universo. Han rastreado 15 millones de galaxias en busca de información que ayude a crear una nueva teoría gravitatoria que supere las de Isaac Newton o Albert Einstein, muy útiles para explicar el universo visible que solo es el 5% del total.
La semana pasada, Heymans se acercó a Madrid para hablar sobre El lado oscuro del universo dentro del ciclo de conferencias de astrofísica y cosmología de la Fundación BBVA.
Las galaxias se alejan a medida que el Universo se expande y se vuelve más frío
Deberíamos haber encontrado ya la partícula que compone la materia oscura en los aceleradores del CERN
Pregunta. Su trabajo consiste en ir más allá del modelo estándar de física que explica muy bien el comportamiento de la materia visible, pero ignora qué es esa materia oscura que tiene efectos en cómo se mueven las galaxias, y la energía oscura que hace que el universo se expanda cada vez más rápido. ¿Qué sabemos de esos dos componentes oscuros del universo?
Respuesta. Conocemos la materia oscura desde hace más tiempo que la energía oscura y hemos tenido más tiempo para investigarla y descartar teorías. Ahora estamos llegando al punto donde si nuestras mejores teorías sobre lo que es la materia oscura fuesen ciertas, deberíamos haber encontrado ya la partícula que compone la materia oscura en el CERN, debería haber sido detectada ya en uno de los aceleradores. Pero no ha sido así. Eso sugiere que nuestros modelos de la materia oscura no son suficientes y necesitamos teorías más complejas.
La energía oscura por otro lado es un mundo de misterio completamente nuevo y excitante. La energía oscura es algo que conocemos desde hace algo menos de veinte años. Ahora estamos acumulando datos con diferentes formas de detectarla para tratar de descubrir su origen.
Hay gente que está tratando de unir las dos cosas, encontrar una teoría que las pueda explicar a la vez. Pero hay todo un zoológico de teorías diferentes tratando de explicar sus componentes.
“Aunque no se hayan probado experimentalmente, se han utilizado simulaciones por ordenador de miles de millones de partículas de materia oscura para confirmar que el modelo de materia oscura fría de la formación de estructuras es consistente con las estructuras observadas en el Universo mediante las observaciones de galaxias, como la Sloan Digital Sky Survey y la 2dF Galaxy Redshift Survey, así como las observaciones del bosque Lyman-alfa. Estos estudios han sido cruciales en la construcción del modelo Lambda-CDM que mide los parámetros cosmológicos, incluyendo la parte del Universo formada por bariones y la materia oscura.” (Esto es un añadido que no forma parte de la entrevista, y, nos demuestra que, los científicos andan muy perdidos y no saben cómo será esa realidad que persiguen).
P. Con lo que sabemos ahora sobre la materia oscura, ¿cree que seremos capaces de detectarla pronto?
R. El CERN ya ha realizado obras de mejora desde que encontraron el bosón de Higgs y van a hacer una más en breve. Esperaban encontrar partículas de materia oscura con la mejora actual y no lo han logrado. Quizá con la siguiente lo consigan, pero ya han descartado los modelos más simples que tratan de explicar la materia oscura y se están empezando a preocupar porque habitualmente los modelos más simples suelen ser los correctos.
P. ¿Será necesaria una nueva teoría física como la de la Relatividad de Einstein para comprender la materia y la energía oscuras?
Nuestras teorías sobre la gravedad funcionan muy bien, pero en una parte diminuta de nuestro universo
R. La Relatividad General es una de las teorías mejor comprobadas. Explica muy bien cómo giran los planetas alrededor del sol o cómo se curva la luz que llega desde las estrellas. Pero solo trata de una parte diminuta de nuestro universo en una región muy densa de nuestra galaxia. ¿Quién puede decir si la gravedad funcionaría igual a una escala mayor? Nunca se ha puesto a prueba.
Lo que estamos haciendo ahora es llevar a cabo nuevos mapas para probar el funcionamiento de la gravedad a gran escala en nuestro universo. Podría ser que la gravedad funciona diferente en un lugar muy denso con gran cantidad de materia como nuestra galaxia que en otros lugares. Einstein dijo que la gravedad curva el espacio y el tiempo del mismo modo, que no había diferencia entre el espacio y el tiempo. Sin embargo, sabemos que es diferente. El tiempo solo se mueve en una dirección, pero puedo saltar en cualquier dirección en el espacio. Quizá la gravedad funciona diferente en el espacio y el tiempo. Estas son las preguntas que estamos haciendo. Estamos en una etapa en la que no entendemos lo que vemos, así que tenemos que cuestionar el núcleo de nuestra comprensión de la física para tratar de entender lo que vemos.
P. ¿Están buscando algún tipo de observación específica?
R. La técnica de la que he sido pionera durante mi carrera es el efecto de lente gravitacional. La idea es que miras a galaxias en el universo muy lejano, y vemos que hay cúmulos de materia oscura en medio. Cuando la luz de estas galaxias viaja hasta el observador se curva por los efectos de la gravedad. Lo que hacemos es tomar imágenes de millones de galaxias en el universo lejano y luego estudiamos cómo se ha curvado y distorsionado la luz que llega hasta nosotros. Eso nos permite hacer un mapa de toda la materia oscura entre nosotros y el universo lejano.
Las galaxias viven en el interior de la materia oscura y se están moviendo. Cuanta más materia oscura hay, más rápido se mueve la galaxia. Esa es otra forma de medir la gravedad. Lo que hacemos es combinar esas dos medidas, el de la lente gravitacional y el movimiento de las galaxias que nos permite medir directamente la gravedad en grandes escalas, tanto en el espacio como en el tiempo. Eso nos permite ver si la gravedad está evolucionando con el tiempo y si afecta de manera distinta al espacio y al tiempo.
La energía oscura es una forma de materia o energía presente en todo el espacio, produciendo una presión que tiende a acelerar la expansión del universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. Considerar la existencia de la energía oscura es la manera más frecuente de explicar las obervaciones recientes de que el universo parece estar en expansión acelerada. Según el modelo estándar de la cosmología, la energía oscura aporta casi tres cuartas partes de la masa-energía total del universo.
El término materia oscura alude a la materia cuya existencia no puede ser detectada mediante procesos asociados a la luz, es decir, no emiten ni absorben radiaciones electromagnéticas, así como no interaccionan con ella de modo que se produzcan efectos secundarios que se puedan observar; esta materia ha sido inferida solamente a través de sus efectos gravitacionales.
La materia oscura se divide en materia oscura bariónica y materia oscura no bariónica. La no bariónica a su vez, se divide en tres partes. La materia no bariónica caliente, la cual se mueve ultrarrelativistamente, la materia no bariónica templada, que se mueve relativistamente, y la materia bariónica fría, que no se mueve relativistamente.
De acuerdo con las observaciones actuales de estructuras de una galaxia, así como la cosmología del Big Bang, se ha determinado que la materia oscura ocuparía un 21% de la masa del Universo observable y la energía oscura un 70%, lo que hace entre las dos un 91% de materia del Universo.
No se debe confundir la energía oscura con la materia oscura, ya que, aunque ambas forman la mayor parte de la masa del Universo, la materia oscura es una forma de materia, mientras que la energía oscura se asocia a un campo que ocupa todo el espacio
Historia de la energía oscura
La explicación más simple es que esta energía extra procede del vacío y surge a partir de la aparición de partículas virtuales
España está involucrada en un proyecto llamado Euclid. Es un gran proyecto europeo que consiste en un telescopio espacial que se lanzará en 2020. Va a hacer una exploración de todo el cielo. Con esos datos vamos a poder ver cómo la gravedad está curvando el espacio-tiempo y cómo eso cambia con el tiempo, y esperamos que nos permita comprender el origen de esta materia oscura y probar estas teorías que pueden ayudar a explicar la materia oscura y la energía oscura. Necesitamos más datos para confrontar la diversidad de teorías que tenemos.
P. Si tuviese que elegir una teoría sobre lo que es la energía oscura, ¿cuál sería?
R. La explicación más simple es que esta energía extra procede del vacío. Hay grandes regiones de nuestro universo en las que no hay absolutamente nada, no hay gas, ni materia oscura, nada de nada. Pero la física cuántica nos dice que puedes tener partículas virtuales que pueden surgir y desaparecer, como si apareciese en el espacio por arte de magia. Parece una locura, pero es un fenómeno que hemos medido en laboratorios. Tienes un vacío y a través de fluctuaciones cuánticas se crean partículas en él. Si estas partículas virtuales aparecen, le dan energía al sistema, algo que puede causar una expansión que crea más vacío y más oportunidades para que estas partículas aparezcan. Es como que tienes esta máquina de movimiento perpetuo porque cuanto más rápido se expande el universo, más vacío se genera y más oportunidades se crean para que existan estas partículas virtuales que acaban produciendo más energía.
Esa es la teoría más simple. Es muy bonita y tiene base en nuestra comprensión de la física cuántica, pero el problema es que si calculas cuánta energía debería crear este mecanismo, nuestro universo no existiría porque se habría expandido hasta su desaparición hace tiempo. La energía oscura que medimos y causa esta aceleración es en realidad muy pequeña, un millón de veces más pequeña de lo que cabría esperar.
A la mayoría de los astrónomos les gusta esta teoría y piensan que es la mejor para explicar la energía oscura, pero de alguna manera ignoran el hecho de que estos números son incorrectos. La gente cree que cuando tengamos mejores medidas, se verá que estas teorías son las mejores para explicar nuestras observaciones.
Estamos aquí porque en nuestro universo la energía oscura es baja y las galaxias y planetas se pueden formar, puede haber planetas y la vida puede existir
Otra explicación es la que tiene en cuenta la existencia de múltiples universos. En el universo temprano tenemos el Big Bang. Nuestras mejores teorías nos dicen que el universo experimentó entonces un rápido periodo de inflación. Nuestro entendimiento fundamental de la física puede explicar esa inflación, pero es muy difícil detenerlo.
Muchas teorías sobre la inflación predicen que no se creará un solo universo sino muchos. Eso sugiere que no somos el único universo sino que hay otros. Hay una teoría según la cual cada vez que se crea un universo hay una nueva configuración de las constantes fundamentales que guían nuestro entendimiento de la física. La gravedad nos pega al suelo, pero en otro universo podría ser mucho más fuerte, que tengamos distintas constantes en distintos universos.
Las distinas escalas del Universo
Y podría ser que este universo particular tiene una energía oscura muy extraña, y en estos múltiples universos la energía oscura existe, pero con diferente fuerza. La razón por la que estamos aquí es porque estamos en un universo en el que la energía oscura es baja y las estrellas y las galaxias se pueden formar y los planetas se pueden formar y la vida puede existir. Vivimos en un universo que es adecuado para la vida y eso podría ser una explicación por la que la energía oscura es tan débil. No me gusta esa teoría porque es difícil de poner a prueba, pero es una solución posible al problema. También aborda otras cuestiones como que muchas de las otras constantes fundamentales que explican nuestro universo son muy apropiadas para la vida. Si cambias estos parámetros aunque sea de una forma muy pequeña, las estrellas no se formarían, el ADN no se formaría.
Los universos (como los mundos), unos tendrán vida y otros nacerán muertos (Un adorno a la entrivsta)
P. ¿Cree que las leyes de la física son arbitrarias, que podrían ser distintas en cada uno de esos universos?
R. Las leyes serían algo estable, pero las constantes variarían. La gravedad puede ser más fuerte o más débil en otros universos. Las leyes fundamentales de la física están bien ancladas a la lógica, pero lo que no se comprende es por qué tienen la fuerza que tienen. Pero hay muchos astrónomos a los que no les gusta esta idea porque no la pueden probar.
Científicos dan los primeros pasos para explorar el potencial clima de «Próxima B»
El planeta fue descubierto en agosto de 2016 y se piensa que es de tamaño similar a la Tierra, creando la posibilidad de que podría tener una atmósfera similar a la de la Tierra
La misión para descubrir si un planeta que orbita a nuestra estrella vecina más cercana, Próxima Centauri (a entre 4,2 años luz o 25 trillones de millas de la tierra), tiene el potencial para sustentar la vida ha dado un nuevo giro emocionante. El planeta fue descubierto en agosto de 2016 y se piensa que es de tamaño similar a la Tierra, creando la posibilidad de que podría tener una atmósfera similar a la de la Tierra.
Científicos de la Universidad de Exeter se han embarcado en sus primeros pasos para intentar explorar el potencial clima del exoplaneta, conocido como Próxima B. Los primeros estudios han sugerido que el planeta está en la zona habitable de su estrella Róxima Centauri, la región donde, dada una atmósfera similar a la Tierra y una estructura adecuada, recibiría la cantidad correcta de luz para albergar agua líquida en su superficie.
Ahora, el equipo de expertos en astrofísica y meteorología ha emprendido nuevas investigaciones para explorar el potencial clima del planeta, hacia el objetivo a más largo plazo de revelar si tiene potencial para sustentar vida. Utilizando el modelo unificado ‘Met Office Unified Model’, que se ha empleado con éxito para estudiar el clima de la Tierra durante varias décadas, el equipo simuló el clima de Próxima B si tuviera una composición atmosférica similar a nuestra propia Tierra.
Las simulaciones dicen que podría ser habitable
Próxima b se encuentra dentro de la «zona habitable» de su estrella- ESO/M. Kornmesser
El equipo también exploró una atmósfera mucho más simple, que comprende nitrógeno con trazas de dióxido de carbono, así como variaciones de la órbita de los planetas, lo que les permitió comparar y ampliar estudios anteriores. Esencialmente, los resultados de las simulaciones mostraron que Próxima B podría tener el potencial de ser habitable y podría existir en un régimen climático notablemente estable.
Sin embargo, los investigadores -cuyo trabajo se revela en un artículo que se publica este martes en la revista ‘Astronomy & Astrophyics’- reconocen que queda mucho más trabajo por hacer para entender realmente si este planeta puede apoyar o de hecho alberga la vida de alguna forma.
El doctor Ian Boutle, autor principal del artículo, explica: «Nuestro equipo de investigación examinó una serie de escenarios diferentes de la probable configuración orbital del planeta usando un conjunto de simulaciones, así como examinar cómo se comportaría el clima si el planeta estuviera ‘bloqueado gravitacionalmente’ (donde un día tiene la misma longitud que un año). También observamos cómo una órbita similar a Mercurio, que gira tres veces sobre su eje para cada dos órbitas alrededor del sol (resonancia 3:2), afectaría el entorno».
La Estrella Próxima Centauri está situada a 4,2 años luz de nuestro Sistema solar
«Una de las principales características que distingue a este planeta de la Tierra es que la luz de su estrella está principalmente en el infrarrojo cercano. Estas frecuencias de luz interactúan mucho más fuertemente con el agua de vapor y dióxido de carbono en la atmósfera que afecta al clima que emerge en nuestro modelo», subraya.
Solo en la Vía Láctea pueden existir decenas de miles de planetas aptos para la Vida
Usando el software de ‘Met Office,’ el modelo unificado, el equipo encontró que las configuraciones de resonancia tridimensional y 3:2 se dan en regiones del planeta capaces de albergar agua líquida. Sin embargo, el ejemplo de resonancia 3:2 resultó en áreas más sustanciales del planeta que caían dentro de este intervalo de temperaturas. Además, detectaron que la expectativa de una órbita excéntrica podría conducir a un mayor aumento en la «habitabilidad» de este mundo.
El doctor Nathan Mayne, responsable científico del modelado de exoplanetas en la Universidad de Exeter y autor del artículo, añade: «Con el proyecto que tenemos en Exeter estamos tratando no sólo de comprender la diversidad algo desconcertante de los exoplanetas que se están descubriendo, sino mejorar esperanzadamente nuestra comprensión de nuestro propio clima y cómo evolucionará».
Si queréis estar bien informados, os recomiendo este libro en el que el autor, un maestro indiscutible de la literatura de divulgación científica, nos cuenta la apasionante historia de cómo el hombre ha ido descubriendo el escenario cósmico en el que habita, desde aquellos grandes pensadores clásicos hasta las más modernas visiones del origen y el fin del universo.
Alguna vez me he preguntado… ¿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 ya 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 en 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.
Al 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 de 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 pasa 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.
Nuestro Sol es una estrella de tercera o cuarta generación. Así lo confirman los materiales que existen en el Sistema solar que son complejos y creados por una Supernova o Hipernova, de otra manera, reinaría sólo el Hidrógeno y el Helio en Lugar de estar presentes el plomo y el Uranio… por Ejemplo.
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.
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 por extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen series amenazas exteriores.
Como veréis no estamos a salvo y, cualquier colisión entre estos pedruzcos los puede desviar hacia nosotros y las consecuencias…
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 seria 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. Sin embargo pocas veces pensamos en que tal eventualidad podría ocurrir en cualquier momento, y, las organizaciones de expertos como la NASA, tampoco podrían, en su caso, poner remedio a una situación tan grave como esa.
Totales: 88.947.804
Conectados: 64
por Emilio Silvera ~
Clasificado en 
es un tensor simétrico 4 x 4, así que tiene 10 componentes independientes. Dado la libertad de elección de las cuatro coordenadas del espacio-tiempo, las ecuaciones independientes se reducen en número a 6. Estas ecuaciones son la base de la formulación matemática de la 
Gracias al Tensor de Rieman, ![T_{ik} = \frac{c^4}{8\pi G} \left [R_{ik} - \left(\frac{g_{ik} R}{2}\right) + \Lambda g_{ik} \right ]](http://upload.wikimedia.org/math/a/5/f/a5f19c5a15bc3d049fab1564279952a6.png){kind=small}
