sábado, 18 de enero del 2020 Fecha
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¿El núcleo del átomo? ¡Una maravilla de la Naturaleza!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El núclo atómico    ~    Comentarios Comments (1)

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                   Las partículas del núcleo atómico. Protón y neutrón.

En 1920 (Rutherford) descdubrió las partículas positivas que forman los átomos, los protones.

Rutherford descubrió que bombardear átomos de nitrógeno con partículas alfa ( y esto es bien sencillo ya que basta con poner la sustancia radiactiva en el aire cuyo 75 % es nitrógeno) se producían una nuevas partículas con estas características:
Su carga eléctrica es la misma que la de los electrones, pero positiva, y su masa es semejante a la del átomo de hidrógeno (recuerda que la masa de los electrones es 1836 menor que la del átomo de hidrógeno. LLamó a estas partículas positivas protones.

Por lo tanto en los núcleos de los átomos hay unas partículas positivas que se llaman protones. En el hidrógeno solo hay una partícula ya que recordemos su masa era casi la misma.

Se comprobó que el número de protones es una característica especial de cada elemento quí­mico, ya que todos los átomos del mismo elemento tienen el mismo número de protones. Se llama nú­mero atómico (Z) al número de protones que tienen los átomos de un elemento químico. A cada elemento químico le corresponde un número atómico desde 1 hasta 106.

Todavía tenemos que buscar otras partículas en el núcleo atómico. La masa de los protones de un núcleo es mucho menor que la masa del núcleo.

ISÓTOPOS

 

Cada elemento químico se caracteriza por el número de protones de su núcleo, que se denomina número atómico (Z). Así, el hidrógeno ( 1H) tiene un protón, el carbono ( 6C) tiene 6 protones y el oxígeno ( 8O) tiene 8 protones en el núcleo.

El número de neutrones del núcleo puede variar. Casi siempre hay tantos o más neutrones que protones. La masa atómica(A) se obtiene sumando el número de protones y de neutrones de un núcleo determinado.

Un mismo elemento químico puede estar constituído por átomos diferentes, es decir, sus números atómicos son iguales, pero el número de neutrones es distinto. Estos átomos se denominan isótopos del elemento en cuestión. Isótopos significa “mismo lugar“, es decir, que como todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número atómico, ocupan el mismo lugar en la Tabla Periódica.

isótopos del Hidrógeno

isótopos del Carbono

Desde 1918 estaba probado que existían los isótopos. Estos, eran átomos que tenían propiedades químicas iguales (parecían elementos iguales, por tanto), tenían el mismo número atómico, pero sus masas atómicas eran di­ferentes. En el núcleo debían existir partículas neutras que contribuyeran a la masa pero no tuvieran carga eléctrica.

Estas partículas neutras del núcleo se descubrieron en 1932 y se llamaron neutrones. Chadwick consiguió detectarlas y medir su masa. Un neutrón  tiene una masa ligeramente mayor que la del protón (exactamente 1,00014 veces). Los neutrones proporcionan las fuerzas de unión que estabilizan el núcleo atómico.
Representación aproximada del átomo de Helio,  en el núcleo los protones están representados en rojo y los neutrones en azul. En la realidad el núcleo también es simétricamente esférico.
Hasta aquí tenemos una idea de las partículas que forman el núcleo atómico y de otras propiedades que en él pueden estar presentes. Sin embargo, el núcleo atómico tiene que ser visto como el corazón central del átomo que contiene la mayor parte de su masa, exactamente, el 99,9%. Digamos que el núcleo más masivo que se encuentra en la Naturaleza es el del Uranio-238 que contiene 92 protones y  146 neutrones. El núcleo más simple es el del Hidrógeno que consiste en un único protón.
Resultado de imagen de Neutrones
Hasta aquí hemos dado un repaso sobre los componentes de los núcleos atómicos y algunas de sus particularidades para saber, sobre ellos y tener una idea más exacta de cómo fueron descubiertos y que son en realidad con sus cargas y sus masas. Sin embargo, podemos seguir explicandolo de manera sencilla pero con algo más de detalles.
El tamaño de un átomo

La curiosidad acerca del tamaño y masa del átomo atrajo a cientos de científicos durante un largo período en el que la falta de instrumentos y técnicas apropiadas impidió lograr respuestas satisfactorias. Con posterioridad se diseñaron numerosos experimentos ingeniosos para determinar el tamaño y peso de los diferentes átomos.

El átomo más ligero, el de hidrógeno, tiene un diámetro de aproximadamente 10-10 m (0,0000000001 m) y una masa alrededor de 1,7 x 10-27 kg (la fracción de un kilogramo representada por 17 precedido de 26 ceros y una coma decimal).

 

 

 

Empecemos por decir que los átomos son muy pequeños, tan pequeños que necesitaríamos una fila de unos diez millones para poder rellenar el espacio que ocupa un milímetro, es decir, los átomos son tan pequeños que los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro). Una peculiaridad del átomo es que está casi vacío, su estructura conformada por el núcleo rodeado de electrones que orbitan a su alrededor lo hace un objeto singular.
Si el átomo tuviera 10 metros de diámetro el núcleo sería un puntito diminuto central de apenas un milímetro, y, sin embargo… ¡Cuanta complejidad contiene dentro tan minúsculo objeto! Tenemos que señalar que algunos núcleos pueden ser inestable y se desintegran emitiendo partículas Alfa, con carga positiva, mientras que otros emiten partículas Beta, con carga negativa. También pueden emitir radiación Gamma.
Pero dejémos tranquilas a las partículas Alfa y Beta de las que nos ocuparemos en otra oportunidad. El tema de este pequeño trabajo es el núcleo atómico y, a él, nos dedicaremos. Nunca podré dejar de asombrarme ante los hechos mágicos que la Naturaleza es capaz de realizar. En realidad, la Naturaleza se vale de estos pequeños objetos llamados átomos para que unidos sean los responsables de conformar toda la materia que existe (al menos la conocida) estén formando cualquier objeto, grande o pequeño que podamos ver en el Universo. Desde las estrellas y los mundos hasta las inmensas galaxias, todo está conformado por átomos.
Cuando hablamos del núcleo atómico, por lo general, nos referimos a que está hecho de protones y neutrones, dos partículas que pertenecen a la familia de los Hadrones en la rama de los Bariones donde están las partículas de materia. Cuando nos referimos a ellas situadas en el núcleo atómico, las solemos llamar nucleaones.
Pero veámos que hay ahí, dentro de los nucleones (protones y neutrones).
Monografias.com
Los hadrones (protones y neutrones), a su vez, están hechos por otras partículas más pequeñas que pertenecen a la familia de los Quarks. Tanto el protón como el Neutrón están conformados por tripletes de Quarks. El protón de 2 quarks up y un quark down, mientras que el nutrón está hecho por 2 quarks down y 1 quark up.
La familia Quark

Como no es el objeto del trabajo, no hablaremos hoy de los Quarks, y, simplemente diremos que en la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados Hadrones. de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente. Esto es una consecuencia directa del confinamiento de color.  En el año 2003 se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco quarks, los Pentaquarks, cuya evidencia, en principio controvertida , fue demostrada gracias al Colisionador de Partículas LHC en el pasado Julio de 2.015.

Pero sigamos con lo que nos ocupa y veámos que los Quarks están confinados dentro de los nucleones (protones y neutrones) donde la fuerza fuerte les retiene y nos los deja que se vayan alejando más de lo debido como se explica en el cuadro de arriba.

Dentro del nucleo se desatan las fuerzas de la Naturaleza, la que conocemos como fuerza nuclear fuerte, la más potente de las cuatro fuerzas fundamentales que, intermediada por otras partículas de la familia de los Bosones, los Gluones, no dejan que los Quarks se alejen y son retenidos allí, dentro de los nucleones donde tienen su función de conformar los hadrones másicos del núcleo que le aporta la materia al átomo.

Los Gluones, son las partículas intermediarias de la fuerza fuerte, y, de la misma manera, existen otros Bosones encargados de mediar en las otras fuerzas conocidas de la Naturaleza: El Fotón para los fenómenos electromagnéticos, el Gravitón (no encontrado aún) para la fuerza de Gravedad, y, los W+,  W-y Zº para la fuerza nuclear débil. Los Gluones se encargan de la fuerza nuclear fuerte para el que el núcleo del átomo sea posible.

Lo cierto es que, el núcleo atómico está cargado positivamente y, tal carga, hace la llamada para que, un enjambre de electrones, con cargas negativas, vengan a rodear el núcleo atómico y, de esa manera, queda estabilidado el átomo, ese pequeño objeto que conforma todas las cosas hechas de materia.

Así, los electrones que rodea el núcleo, con su carga eléctrica negativa que complementa la positiva de los protones y hace estable al átomo; una masa de solamente 1/1.836 de la del núcleo más ligero (el del hidrógeno). Y, sin embargo, la importancia del electrón es vital en el universo.

Repasando todo esto, no puedo dejar de recordar aquellas palabras que el físico Freeman Dyson escribió:

Cuando miramos en el universo e identificamos los muchos accidentes de la física y la astronomía que han colaborado en nuestro beneficio, casi parece que el universo debe haber sabido, en cierto sentido, que nosotros íbamos a venir“.

 

 

Resultado de imagen de La vida en el Universo

 

 

Fijaros en el hecho cierto de que, si la carga del electrón, o, la masa del protón, variaran aunque sólo fuese una diezmillonésima parte… ¡La vida no podría existir en el Universo! Estamos hechos de átomos y, con tal cambio, éstos nunca se habrían podido conformar.

emilio silvera.

¿Somos nosotros acaso, una especie elegida?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Lo que creemos que sabemos    ~    Comentarios Comments (1)

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Hay veces en las que no llegamos a comprender cómo, los miembros de nuestra especie, pueden llegar a construir la belleza extrema. Una conformación musical que te cuenta una historia que te toca el Alma y te puede hacer llorar. ¡Somos tan sensibles! Se puede comprender que seamos, una parte del Universo… ¡La que siente!

  

Hoy se admite que el 99 por ciento de todas las especies que han vivído sobre la Tierra se han extinguido, ¿somos nosotros acaso, algo especial? Si nos detemos y observamos detenidamente el estado actual de la creación de seres vivos, la comparamos con la del pasado e indagamos si ahora se ha hecho fija y estacionaria, descubriremos que, por el contrario, se halla en un continuo flujo, que hay muchas causas en acción que son causas de extinción de espacies, y dan prueba concluyentes contra el pensamiento de la duración ilimitada. No creo que nosotros, los humanos, seámos ninguna excepción. Pensemos ue los Dinosaurios reinaron en este planete durante 150 millones de años y, sin embargo, han pasado ya 65 millones de años desde que desaparecieron. Nada es Eterno y, a esa idea, nos debemos agarrar.

Imagen relacionada

        La materia evolucionó y se hizo conocimiento

Todos los seres vivos que han estado, que están y que estarán en ente planeta en el futuro lejano, todos ellos sin excepción, son parientes, nacidos de la misma cuna y, un lazo nos vincula a nosotros con todos los demás. Hay muchas diferencias y, nuestra especie ha tenido la suerte de saber comunicarse, evolucionar e indagar para escribir su propia historia desde los tiempos más remotos hasta nuestros días. Sin embargo, en el origen…¡iguales!

¿De qué materiales están hechos estos seres vivos? ¿Acaso son diferentes sus componentes a los nuestros? Y, la escena que nos muestran, ¿no os resulta familiar? Podría ser la de cualquier madre protegiendo a sus pequeños. En eso, también parece que somos iguales.

                                      Charles Darwin

Es inevitable, hablar de las especies es recordar a Darwin, y, nos llega a la memoria que en Diciembre de 1831, cuando era un joven estudiante en prácticas que viajaría más lejos por las profundidades del tiempo y se aprestaba a comenzar una aventura navegando en el Beagle para dar la vuelta al mundo y, al preparar su mochila, metió en ella el libro de Lyell Principles of Geology. Y pienso yo…

¿Que duda nos puede caber?

¿Acaso no es un libro el mejor compañero de viaje?

No molesta, te distrae y te enseña.

Si alguna vez viajas,

No olvides esta reseña.

He comenzado ésta página sin rumbo fijo y, sin saber el motivo, escribí sobre las extinciones del pasado y de la actualidad de los seres vivos sobre la Tierra y su posible futuro, no creo que seamos nada especiales y, el ritmo de la naturaleza quita y pone, destruye y construye y su evolución natural es la que marcará, en todo momento, el devenir de todas las cosas…nosotros no seremos una excepción y nuestro día llegará.

Claro que es inevitable, al pensar en esa verdad, que se nos venga a la mente todo el largo y doloroso camino recorrido por nuestra especie para llegar al punto en el que estamos situados, y, si eso es así, no podemos evitar preguntarnos: Entonces, ¿Para qué tanto dolor y sacrificio? Miramos hacia atrás en la Historia de la Humanidad y, un escalofrío nos recorre el cuerpo…¿Habrá sido todo en vano?

Archivo:Stonehenge Total.jpg

Stonehenge es uno de los miles de artilugios antiguos para el cálculo del tiempo cuyas cuyas partes en movimiento estaban todas en el cielo. Stonehenge está conformado por grandes bloques de piedra distribuidos en cuatro circunferencias concéntricas. La exterior, de treinta metros de diámetro, está formada por grandes piedras rectangulares de arenisca que, originalmente, estaban coronadas por dinteles, también de piedra, quedando hoy en día sólo siete en su sitio. Dentro de esta hilera exterior se encuentra otro círculo de bloques más pequeños de arenisca azulada. Éste encierra una estructura con forma de herradura construida con piedras de arenisca del mismo color. En su interior permanece una losa de arenisca micácea conocida como «el Altar».

Distribución de rocas según se encuentran a principios del siglo XXI.

Todo el conjunto está rodeado por un foso circular que mide 104 m de diámetro. Dentro de este espacio se alza un bancal en el que aparecen 56 fosas conocidas como los «agujeros de Aubrey». El bancal y el foso están cortados por «la Avenida», un camino procesional de veintitrés metros de ancho y tres kilómetros de longitud, aproximadamente. Cerca se halla la «Piedra del Sacrificio». Enfrente se encuentra la «Piedra Talón». Está compuesto de un gran círculo de grandes megalitos cuya construcción se fecha hacia el 2500 a.C.El círculo de arena que rodea los megalitos está considerado la parte más antigua del monumento, habiendo sido datada sobre el 3100 a.C.

http://www.egiptomania.com/piramides/jufu/jufu01.JPG

                                                             Panorámica de las tres pirámides de Guiza

La Gran Pirámide de Gizeh fue alineada con la estrella Polar, y era posible leer las estaciones por la posición de la sombra de la pirámide.

La meseta de Gizet, donde se aprecia al fondo la Gran Pirámide y a media distancia la Gran Esfinge. ¿Cómo consiguieron los antiguos egipcios montar el inmenso entramado de bloques que componen el edificio que ocpua una superficie de 5,3 Ha y parece incorporar complicadas fórmulas matemáticas? No tenemos datos que ayuden a despejar ese interrogante.

Los constructores debían tener medios y conocimientos científicos, porque las medidas y las proporciones de la Pirámide muestran una exactitu asombrosa. Sus cuatro caras están orientadas hacia los cuatro puntos cardinales, con un error inferior a una décima de grado. La longitud de la cara más larga y la más corta difieren en menos de 20 cm. El Pavimento que rodea la Gran Pirámide está perfectamente nivelado. Esta precisión hubo de ser lograda con medios muy sencillos, utilizando las posiciones del Sol y las estrellas para alineaciones, y quizás niveles de agua para definir las horizontales. Pero el modo con el que se consiguió construirlas…mera conjetura.

Los mayas del antiguo Yucatán inscribieron en monumentos de piedra fórmulas útiles para predecir eclipses solares y la salida helíaca de Venus (esto es, su aparición al oeste del Sol, como “estrella matutina”.

Antes de la (desgraciada) llegada de los españoles a la península de Yucatán, el nombre de ésta era el Mayab. En idioma maya,  ma ya’ab que significa unos pocos (ma significa no y ya’ab, muchos). Era el lugar que los mayas habían seleccionado en su peregrinar y calificado para unos cuantos. Había sido y era todavía, a la llegada de los europeos, una región muy importante para la civilización maya, que había encontrado ahí el reducto en el que se desarrolló, muy particularmente durante el denominado período clásico,  aunque los asentamientos de la civilización maya,  más remotos en la región se estiman hacia el siglo III d. de C. y aún antes (se afirma tras las determinaciones relativamente recientes en yacimientos arqueológicos como Komchén, Dzibilchaltún y Tuipikal.) Fue en ese entonces que las primeras migraciones provenientes del Petén, se establecieron primero en la región de Bacalar. Más adelante, hacia el Siglo V, empezaron a trasladarse hacia el poniente de la península, fundando entre otras ciudades Chichén Itzá, Izamal. Ek Balam e Ichaaaaacaanzihóo(también llamada T´Hó),  actualmente Mérida, la capital del estado en nuestros días.

Las ciudades mayas de la zona continuaron existiendo después del colapso de las ciudades de la región maya original y algunas de ellas seguían siendo habitadas a la llegada de los españoles a principios del siglo XVI. En la actualidad, se conservan en extraordinario estado un gran número de sitios arqueológicos que abarcan diversos períodos del desarrollo de la civilización maya.¿Que sería ahora de los Mayas sin la inombrable presencia de los españoles? Hay cosas que mejor…no olvidar para que no se repitan.

Se dice que al momento de la muerte del bisonte, el cazador amerindio se acercaba a inhalar su último aliento como forma de absorber espiritualmente sus virtudes. Fue conocido como “Dador de vida”, pues todo de éste ser era utilizado. Los usos incluían alimentación, abrigo, indumentaria religiosa, combustible (se secaban las deyecciones al sol) y materiales de construcción.

Siguiendo con nuestro crucero del recuerdo, pensemos ahora en las ruedas mágicas de piedra de los indios de las llanuras de América del Norte que señalaban los puntos de salida de las estrellas más brillantes del cielo, informando a sus arquitéctos nómadas cuando llegaba la fecha de emigrar a tierras de pastoreo estacionales. Se dice que los veintiocho postes de los recintos mágicos de los Cheyennes y los Sioux eran usados para selañalar los días del mes lunar:  “Establecer el recinto de la danza del sol, en realidad hace una representación del Universo” -decía Black Elk, un sacerdote de los siouz ogdala-.

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El 12 de octubre de 1492, Cristóbal Colón desembarcó en una pequeña isla del Caribe. Su histórico viaje inició la era de la exploración (explotación) y la expansión trasatlántica por parte de los colonos europeos. ¡Siempre la misma Historia! El Abuso de los fuertes contra los inocentes.

Presumiblemente el poder político influyó en los primeros esfuerzos para identificar los movimientos periódicos del cielo, en la medida en que los hombres pueden pretender controlar lo que pueden predecir. El manejo del calendario dio a los sacerdotes una ventaja en la dura política de los mayas, y Cristobal Colón logró intimidar a los indios de La Española para que avituallasen a su tripulación hambrienta, advirtiéndoles que, “al salir la luna”, la verían aparecer llena de ira, inflamada, denotando el mal que Dios quería enviarles”

Todo aquello, me pone enfermo, cuántas injusticias se cometieron en el nombre de Dios, del Progreso y del Rey…Nunca me perdonaré ser descendiente de aquellos que tal felonía cometieron. Claro que, si miramos el recorrido de la Humanidad, ¿no fue siempre de esa amanera?

Es posible que aluna vez os hayais preguntado cuando empieza la Historia. Para resolver esta difícil cuestión habría que entender primero cuáles son los conceptos básicos que definen el cambio de la prehistoria neolítica a la Historia. De una manera sencilla se puede decir que los elementos esenciales para la transición son la creación de núcleos urbanos y la aparición de la escritura como método de comunicación.  Así hubo un primer pueblo que se destacó sobre las demás culturas de su época, esta fuen la civilización de Sumer, cuna de la Historia.

hoy día es considerable la cantidad de conocimientos adquiridos sobre los antiguos sumerios. Prácticamente sabemos cómo era la vida diaria del sumerio medio, puesto que ellos lo consignaban todo en unas tablillas de arcilla fresca, marcando con un punzón símbolos triangulares en forma de cuña. Estas tablillas cuneiformes,  que se han descubierto en cantidades ingentes, recorren todos los aspectos de la vida de los antiguos sumerios: no sólo listas de reyes, epopeyas religiosas o himnos a dioses, también y sobre todo, cuestiones administrativas, tratos comerciales, leyes y disposiciones jurídicas, correspondencia personal y diplomática, incluso manuales de caligrafía, matemática y enseñanza básica (e incluso un curioso y entrañable texto donde un padre muestra sus preocupaciones sobre su hijo y le da consejos para la vida).

Tablilla sumeria con escritura cuneiforme.

Estas tablillas muestran que los sumerios ya habían desarrollado ampliamente todos aquellos campos y muchos otros; no en vano, su civilización se preciaba, antes de ser finalmente asimilada por los persas y otros pueblos, de tener una existencia de al menos cinco mil años, e incluso más. Veamos, se habla de que la proto-ciudad neolítica de el Ubaid existió más o menos entre el 6000 y el 4500 adC. De la cultura de Uruk, predecesora directa de la plenamente sumeria, se sitúa más o menos en el 3500 adC. A partir de ahí empiezan a florecer numerosas ciudades en la zona llamada el Fértil Creciente, o como la conocían los griegos antiguos, Mesopotamia: el país entre ríos. Babilonia, Nínive, Ur, Kish, Lagash, todas se desarrollan y tienen su momento de esplendor, su momento de auge y su caída. Babilonia fue arrasada consecutivamente por numerosos reyes e imperios, hasta que finalmente Alejandro Magno la destruyó por completo, y sembró su tierra de sal, haciéndola desaparecer para siempre.

Muchos años más tarde, llegaron los Griegos con sus Escuelas (Sócrates, Platón, Aristóteles, Pitágoras y tantos otros que, cogiendo todos aquellos saberes antiguos, de Sumerios, Babilonios, Egipcios, Chinos…etc. Construyeron una Sociedad más moderna y crearon las Polis, se implantaron las primeras democracias y, el mundo, desde entonces comenzó una nueva andadura que llega al Renacimiento y hasta nuestros días que, desgraciadamente (dicho sea de paso) no ha mejorado, en muchos aspectos, lo que aquellos construyeron.

El presente trabajo ha sido un poco atípico, no ha seguido una línea previamente pensada, y, ha viajado por rumbos inconexos aunque pretendiendo llevar siempre una idea común a todos: nuestra presencia aquí desde los primeros tiempos considerados (de alguna manera) civilizados y, desde luego, enlazando con el principio, podemos llegar a la conclusión de que, a pesar de tantos avatares, de tantas luchas y costosos logros (con pérdidas irreparables), al final del camino, nada está en nuestras manos, la última palabra la tiene…

El triángulo de verano sobre Cataluña

La madre Naturaleza que, si da un suspiro a destiempo, nos podría alejar de la faz de la Tierra para siempre y, ahí se acabó nuestro histórico recorrido por el este Valle de Lágrimas que, aunque nos ha dado la posibilidad de conocer la Belleza, algo de Felicidad, el Amor y el placer de Descubrir para saber…no nos ha entretgado un  Certificado de Garantías de nuestra permanencia para siempre en este bello planeta que, no siempre hemos sabido tratar como se merece.

Aurora sobre Groelandia

                     Esta aurora se arquea de horizonte a horizonte y nosotros la podemos admirar

http://apod.nasa.gov/apod/image/0901/maunakea_pacholka_big.jpg

Nuestra Vía Láctea, su franja, es espectacular y, ahí están todas las cosas vecinas nuestras, todos los objetos bellos y exóticos que en este pequeño “universo” conviven regidos por las fuerzas de la Naturaleza, sus constantes y sus continuos cambios que, nos llevan a presenciar la evolución de todas las cosas y, como, a partir de los más sencillos elementos, se transforman en otros más complejos mediante las transiciones que se producen en el seno de las estrellas que, al final de sus días, explotan como super o hipernovas para formar ricas Nebulosas cargadas de materiales que formaran los nuevos mundos y las nuevas estrellas del cielo.

Todo eso hemos podido llegar a saber, y, al pensar en todo lo que aquí hemos estado tratando, nos podríamos preguntar:

¿Habrá valido la Pena? Bueno, como siempre pasa, unas veces sí y otras no tanto. La Diversidad está presente en todo y nada es totalmente blanco o negro, el abanico de colores del universo está también presente, en las acciones, en los hechos, en los sucesos y en los objetos que lo pueblan… ¡Tiene que haber de todo!

emilio silvera

Imaginación sin límite pero… ¿sabremos comprender?

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

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cluster-galaxias

A cualquier región del Universo que podamos enfilar nuestros telescopios… Como media, siempre veremos las mismas cosas y se producirán los mismos fenómenos

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?

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 métricoEinstein 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.

matriz

Gracias al Tensor de Rieman, Einstein pudo formular:  T_{ik} = \frac{c^4}{8\pi G} \left [R_{ik} - \left(\frac{g_{ik} R}{2}\right) + \Lambda g_{ik} \right ]

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. Comprendimos mejor el universo, supimos ver y comprender la implosión de las estrellas obligadas por la gravedad al salir de la secuencia principal, aparecieron 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.

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?

emilio silvera

¿En qué Universo estamos? ¿Habrá otros más allá del nuestro?

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

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“A pesar de la frecuencia con la que aparecen en novelas y películas de ciencia ficción, los universos paralelos no eran, hasta ahora, más que una especulación científica. Sin embargo, matemáticos de la Universidad de Oxford han demostrado que existen en realidad. Los universos paralelos existen. Así de contundentes son los resultados del último estudio efectuado por científicos de la Universidad de Oxford, en el que demuestran matemáticamente que el concepto de estructura de árbol de nuestro universo es real. Esta propiedad del universo es la que sirve de base para crear nuestra realidad.

La teoría de los universos paralelos fue propuesta por primera vez en 1950 por el físico estadounidense Hugh Everett, en la que intentaba explicar los misterios de la mecánica cuántica que resultaban completamente desconcertantes para los científicos. Expresado de una manera muy simplificada, lo que propuso Everett fue que cada vez que se explora una nueva posibilidad física, el universo se divide. Para cada alternativa posible se “crea” un universo propio.”

 

Los Matemáticos afirman que los Universos múltiples existen, y, si eso es así, coincide con algunas observaciones que han sido realizadas y que, de manera sorprendente, respaldan el resultado de la existencia de otros universos a partir del “borde” mismo del nuestro, y, además, es posible que, las grandes estructuras de estos universos (del más cercano), esté influenciando en el comportamiento del  nuestro que, se comporta como si existiera más materia de la que realmente hay debido a que, la fuerza de gravedad de esos “universos” vecinos, incide de manera real en este Universo nuestro. Como podréis comprobar, los distintos estudios sobre el tema, nos dan también, diferentes resultados y, confirmar la Inflacción, las ondas gravitatorias y la existencia del multiverso… ¡Nos queda lejos aún! Sin embargo, algunos se dejan llevar por el entusiasmo.

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Los estudios del MAPW han derivado en deducciones que nos dicen: “El flujo oscuro es controvertido debido a que la distribución de materia en el universo observado no puede tenerlo en cuenta. Su existencia sugiere que alguna estructura más allá del universo visible – fuera de nuestro “horizonte” – está tirando de la materia en nuestra vecindad.

Ωbh= 0,002267 + o,000558/ - 0,000059

Ωch2 = 0,1131 ± 0.0034

ΩΛ      = 0,726± 0.015

n= 0,960 ± 0,013

τ          = 0,084 ± 0.016

σ= 0,812 ± 0.026

                      Los tres ingenios que estudian el problema planteado

Estos son los valores de los parámetros cosmológicos obtenidos a partir de los datos combinados de 5 años de observación de WMAP, medidas de distancia de supernovas tipo I y la distribución de galaxias Omega b, c, lambda que son las densidades de materia bariónica, materia oscura y energía oscura respecto a la densidad crítica (la correspondiente a un espacio euclideo) h = 0,71 es el parámetro de Hubble que mide la razón de expansión del universo, τ es la profundidad óptica, y ns y σson el índice espectral y la amplitud del espectro de las fluctuaciones de la materia, respectivamente.

Además de los parámetros cosmológicos, el estudio de la distribución estadística de las anisotropías en la intensidad de la polarización de la radiación también nos proporciona una información muy valiosa sobre la historia remota del Universo. El Modelo estándar de inflación predice que las fluctuaciones en la densidad de energía se distribuye siguiendo, muy aproximadamente, un campo aleatorio gausiano. Sin embargo el modelo estándar se basa en el caso ideal de existencia de un solo campo cuántico, el inflatón, que evoluciona lentamente hasta el mínimo de potencial.

En el artículo nos dicen:

“El flujo oscuro es controvertido debido a que la distribución de materia en el universo observado no puede tenerlo en cuenta. Su existencia sugiere que alguna estructura más allá del universo visible – fuera de nuestro “horizonte” – está tirando de la materia en nuestra vecindad.”

En los numerosos análisis realizados a los datos de WMAP se han encontrado una serie de “anomalías” cuyo origen está aún por determinar. En el artículo se nos dice:

mapa_flujo_oscuro

” El flujo oscuro es controvertido debido a que la distribución de la materia en el Universo observado no puede tenerlo en cuenta. Su existencia sugiere que alguna estructura más allá del Universo visible -fuera de nuestro “horizonte”- está tirando de la materia en nuestra vecindad”.

Es decir, que de lo que en realidad se trata es, de saber cuanto vale Omega (Ω), o, lo que es lo mismo, la cantidad de materia que contiene el Universo metiendo en ese “saco” tanto a la materia bariónica como a la oscura.

Las anomalías observadas no son debidas ni al ruido ni a residuos contaminantes, lo más probable es que sea debida a defectos topológicos en forma de textura. Seguramente la misión Planck de la ESA nos proporcionará la mejor medida de la anisotropía en la intensidad del Fondo Cósmico de Microondas en todo el cielo con una sensibilidad, resolución y cubrimiento frecuencial sin precedentes.

Las fronteras del conocimiento sobre el Universo se amplían día a día y, a no tardar mucho podremos saber sobre:

  • Las características de la época inflacionaria así como de las fluctuaciones primordiales en la densidad que allí se generaron.
  • La existencia de ondas gravitatorias primordiales.
  • La naturaleza de la materia oscura y la energía oscura y su contribución al contenido material/energético total del Universo.
  • La distribución de cúmulos de galaxias seleccionados mediante el efecto Sunyaev-Zeldovich.
  • La época de re-ionización”.
La inmensidad del Universo es notable y, nosotros, aunque hablemos de ello cada día, lo cierto es que, en nuestras mentes no se tiene una imagen real de tan inconmensurable escenario.

Y, muchas cosas más que de momento ignoramos y que, como nos van desvelando las observaciones y estudios realizados, cada día quedan más cerca de nuestro entendimiento gracias al trabajo de muchos y, sobre todo, al ingenio de los seres humanos que, con su inagotable imaginación y, por fin, unificando los conocimientos adquiridos durante largos años, ahora van aprendiendo a dirigir sus esfuerzos en la debida dirección, que nos llevará, a desvelar cosas que no comprendemos para saber, cada vez más profundamente, como funciona el Universo en el que vivimos y por qué de sus comportamientos.

La naturaleza a temperaturas muy bajas tiene una gran cantidad de sorpresas bajo la manga”, comenta Meyer. “No quiero especular sobre cuál resultará ser la explicación de la emisión criogénica, pero no me sorprendería si la estructura de banda de los semiconductores desempeña un papel importante”.

 

         Estructuras desconocidas arrastran las galaxias de nuestro universo

¡Hay tantas cosas que desconocemos! Pudiera incluso ser posible que, esa fuerza misteriosa que tira de nuestras galaxias y, cuya responsabilidad se la adjudicamos a “la materia oscura”, sea, enrealidad, la fuerza de Gravedad que generan cientos de miles de Galaxias situadas en otro universo que, vecino del nuestro, incide de manera directa en el comportamiento de los objetos que el nuestro contiene.

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Porque, ¿quién puede asegurar que nuestro Universo es el único universo? Nosotros decimos, en relación a “nuestro” Universo, que comprende “todo” lo que existe, incluyendo el espacio, el tiempo y la materia. Claro que, al decir “todo lo que existe” nos estamos refiriendo al ámbito del propio Universo, sin pensar en que, más allá de éste nuestro, puedan existir otros iguales o diferentes que, como el nuestro, tenga también espacio, tiempo y materia, y, si es así, ¿Por qué esa materia vecina no puede incidir, con la fuerza de Gravedad que su materia genera, en éste Universo nuestro? Si recordamos bien, se dice que, tanto el alcance de la fuerza electromagnética como el de la Gravitatoria, son infinitos. De esa manera, esa materia que conforma otros universos, podría estar “tirando” de nuestras galaxias y, haciendo que corran a más velocidad de la que tendrían de no concurrir en escena, alguna otra fuerza externa. Claro que, nosotros, creyendo que la idea de otros universos es algo atrevida, hemos preferido adoptar a la “Materia Oscura” para que explique, o, más bien justifique, las anomalías observadas.

Una cosa sí que está clara, el Universo se está expandiendo, de manera que el espacio entre las galaxias está aumentando gradualmente, provocando un desplazamiento al rojo cosmológico en la luz procedente de los objetos distantes. Tal separación gradual, a medida que el tiempo pasa, hace que el Universo sea, cada vez más frío.

 

¿No pasará con los universos como ocurre con las galaxias? Sabemos que Andrómeda se nos echa encima a 100 Km/s, y, de la misma manera, son múltiples las galaxias que se han fundido en una sola galaxia mayor. Si eso es así (que lo es), si las leyes del Universo son las que son, ¿quién puede negar que al igual que las galaxias, también los universos se funden en otro mayor?

Yo, la verdad es que no acabo de estar de acuerdo con la dichosa “materia oscura”, algo me dice que hay algo más que no sabemos ver y, posiblemente, la fuerza de Graedad tenga alguna propiedad o extensión desconocida. Por otra parte,  la idea, no de universos paralelos que serían intangibles para nosotros al estar situados en otro plano dimensional, sino la idea de universos conexos que, de alguna manera, se relacionan entre sí a una escala tan enorme que aún no hemos podido captar.

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Creo firmemente que, eso debe ser así según los indicios que, cada vez son más fuertes apuntando en dicha dirección, y, esos modelos que nos hemos inventado del Universo Plano, Abierto o Cerrado, no son más que palos de ciego tratando de explicar lo que no comprendemos.

La materia que conforma nuestro Universo es la que podemos ver y detectar, la que confroman todos los objetos existentes nosotros incluidos, y, sin importar la forma que esté adoptando en este momento, la materia, materia es: es decir, Quarks y Leptones. Es posible que, seguramente, esté acompañada de esa otra escondida en eso que llamamos “fluctuaciones de vacío” donde, que sepamos, puede haber oculto mucho más de lo que hemos podido localizar, ya que, su dominio, el dominio de los llamados “océanos de Higgs” nos quedan muy, pero que muy lejos, y, ahora, con el LHC, posiblemente podamos obtener algunas de las respuestas tan deseadas y necesarias para rellenar muchos de los espacios “vacíos” que están presentes en nuestros conocimientos limitados.

Screenshot of CERN's new blog

Pensemos en el Universo y que con el Hubble y otros magníficos aparatos tecnológicos de complejo diseño, hemos podido acceder a un conocimiento más profundo de lo que puede ser la materia y las partículas de que está conformada. Por otra parte y pensando en el enorme costo que nos suponen esos inmensos aceleradores de partículas que nos llevan (durante una fracción de segundo) al instante mismo de la creación para que, allí, podamos “ver” lo que fue y entender, de esa manera, lo que es, a costa de una inemnsa energía. Precisamente por ello, sería deseable busca otros caminos más dinámicos y menos costosos (la Química) que nos llevaran hasta el mismo lugar sin tanta estructura y con menos esfuerzo económico que se podría destinar a otros proyectos del espacio.

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Sabemos de su magnificencia y de su “infinitud”. Lleva 13.700 millones de años creciendo, y, hemos logrado la proeza de captar galaxias situadas a unos 13.ooo millones de años-luz de nosotros, es decir, de cuando el Universo era muy joven.

Con las nuevas generaciones de aparatos, con las nuevas y más avanzadas tecnologías, seguramente, alcanzaremos a poder ver, incluso el momento mismo de “la gran explosión”.

Sin embargo, tales hallazgos no serán suficientes para explicar todo lo que en verdad existe y está ahí, “junto” a nosotros, haciéndonos señales que no podemos captar, y, seguramente, enviándonos mensajes que no podemos recibir.

¡Algún día, muy lejos en el futuro, podremos, al fin saber, en qué Universo estamos y si, éste Universo nuestro, tiene otros hermanos!

“Kashlinsky y su equipo afirman que su observación representa la primera pista de lo que hay más allá del horizonte cósmico. Al averiguarlo, podremos saber cómo se veía el universo inmediatamente después del Big Bang, o si nuestro universo es uno de muchos. Otros no están tan seguros. Una interpretación diferente dice que no tiene nada que ver con universos extraños sino el resultado de un defecto en una de las piedras angulares de la cosmología, la idea de que el universo debe verse igual en todas direcciones. O sea, si las observaciones resisten un escrutinio preciso.”

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“Las estructuras más allá del “borde” del Universo observable, el cual están esencialmente confinados a una región con un radio de 14 mil millones de años luz, dado que sólo la luz dentro de esta distancia ha tenido tiempo de llegar hasta nosotros desde el Big Bang.

En el escenario de inflación, la expansión está dirigida por un campo de energía de un origen misterioso. Erickcek y sus colegas argumentan que la asimetría podría ser el remanente de las fluctuaciones en un campo de energía adicional, el cual empezó siendo diminuto, pero estalló por la inflación hasta que se hizo mayor que el universo observable.

Como resultado, el valor de este campo de energía varió desde un lado del universo al otro en los inicios, aumentando las variaciones de temperatura – y densidad de materia – en un lado del cielo con respecto a otro.

Resultado de imagen de La inflación  del Universo

La conclusión, si es correcta, haría añicos una apreciada suposición sobre el universo. “Uno de los sustentos básicos de la cosmología es que el universo es el mismo en todas las direcciones, y el modelo estándar de la inflación se construye sobre estos cimientos”, dijo Erickcek a New Scientist. “Si la asimetría es real, entonces nos dice que un lado del universo es de algún modo distinto al otro lado”.

“El universo, tan vasto para la mayoría de nosotros, a veces les resulta pequeño a los cosmólogos. Observando a enormes distancias de la Tierra han encontrado una “ventana” que podría mostrarnos que existe algo más allá de los 45.000 millones de años luz, el “borde final” observable de esta burbuja cósmica que nos aloja. ¿Constituye esto una evidencia de la existencia otros universos?”

He buscado diversas opiniones y estudios que arriba están para su lectura, y, también he plasmado aquí mis propias opiniones sobre todo este complejo tema. Leyendo a unos y otros sabemos que, a nada se ha llegado de manera definitiva pero, la idea de que más allá del horizonte de nuestro Universo, hay algo más, toma fuerza y amplia nuestra visión en relación a dónde podemos estar y lo que, verdaderamente pueda ser todo esto.

Para más abundamiento, se incluyen hoy dos entrevistas que el Pais publicó sobre el tema y, con ellas, oyendo lo que los científicos opinan del tema, podéis sacar vuestras propias conclusiones.La mías es: ¡Que todo es posible! Sin embargo, necesitamos Tiempo para demostrarlo.

emilio silvera

Relajar los sentidos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en La músuca.    ~    Comentarios Comments (0)

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Esta música me relaja y, cuando escribo la pongo tenue y de fondo, parece que refresca mis pensamientos y me eleva el alma. Hay otros muchos interpretes que me gustan y que tienen estilos dispares, tal es el caso de Juan Luis Guerra y del desaparecido Luciano Pavarotti.

Está claro que, ¡No solo de Pan vive el hombre!