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Archivo de agosto de 2018

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Ago

9

El “universo” de las partículas I

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

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¿Qué no será capaz de inventar el hombre para descubrir los misterios de la naturaleza?

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Ha pasado mucho tiempo desde que Rutherford identificara la primera partícula nuclear (la partícula alfa). El camino ha sido largo y muy duro, con muchos intentos fallidos antes de ir consiguiendo los triunfos (los únicos que suenan), y muchos han sido los nombres que contribuyen para conseguir llegar al conocimiento que actualmente tenemos del átomo y del núcleo; los electrones circulando alrededor del núcleo, en sus diferentes niveles, con un núcleo compuesto de protones y neutrones que, a su vez, son constituidos por los quarks allí confinados por los gluones, las partículas mediadoras de la fuerza nuclear fuerte. Pero, ¿qué habrá más allá de los quarks?, ¿las supercuerdas vibrantes? Algún día se sabrá.

Partículas

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El universo de las partículas es fascinante. Cuando las partículas primarias chocan con átomos y moléculas en el aire, aplastan sus núcleos y producen toda clase de partículas secundarias. En esta radiación secundaria (aún muy energética) la que detectamos cerca de la Tierra, por los globos enviados a la atmósfera superior, han registrado la radiación primaria.

El físico estadounidense Robert Andrews Millikan, que recogió una gran cantidad de información acerca de esta radiación (y que le dio el nombre de rayos cósmicos), decidió que debería haber una clase de radiación electromagnética. Su poder de penetración era tal que, parte del mismo, atravesaba muchos centímetros de plomo. Para Millikan, esto sugería que la radiación se parecía a la de los penetrantes rayos gamma, pero con una longitud de onda más corta.

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Otros, sobre todo el físico norteamericano Holly Compton, no estaban de acuerdo en que los rayos cósmicos fuesen partículas. Había un medio para investigar este asunto; si se trataba de partículas cargadas, deberían ser rechazadas por el campo magnético de la Tierra al aproximarse a nuestro planeta desde el espacio exterior. Compton estudió las mediciones de la radiación cósmica en varias latitudes y descubrió que en realidad se curvaban con el campo magnético: era más débil cera del ecuador magnético y más fuerte cerca de los polos, donde las líneas de fuerza magnética se hundían más en la Tierra.

Las partículas cósmicas primarias, cuando entran en nuestra atmósfera, llevan consigo unas energías fantásticas, muy elevadas. En general, cuanto más pesado es el núcleo, más raro resulta entre las partículas cósmicas. Núcleos tan complejos como los que forman los átomos de hierro se detectaron con rapidez; en 1.968, otros núcleos como el del uranio. Los núcleos de uranio constituyen sólo una partícula entre 10 millones. También se incluirán aquí electrones de muy elevada energía.

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Ahora bien, la siguiente partícula inedita (después del neutrón) se descubrió en los rayos cósmicos. A decir verdad, cierto físico teórico había predicho ya este descubrimiento. Paul Adrien Dirac había aducido, fundándose en un análisis matemático de las propiedades inherentes a las partículas subatómicas, que cada partícula debería tener su antipartícula (los científicos desean no sólo que la naturaleza sea simple, sino también simétrica). Así pues, debería haber un antielectrón, salvo por su carga que sería positiva y no negativa, idéntico al electrón; y un antiprotón, con carga negativa en vez de positiva.

En 1.930, cuando Dirac expuso su teoría, no llamó demasiado la atención en el mundo de la ciencia. Pero, fiel a la cita, dos años después apareció el antielectrón. Por entonces, el físico americano Carl David Anderson trabajaba con Millikan en un intento por averiguar si los rayos cósmicos eran radiación electromagnética o partículas. Por aquellas fechas, casi todo el mundo estaba dispuesto a aceptar las pruebas presentadas por Compton, según las cuales, se trataría de partículas cargadas; pero Millikan no acababa de darse por satisfecho con tal solución.

Anderson se propuso averiguar si los rayos cósmicos que penetraban en una cámara de ionización se curvaban bajo la acción de un potente campo magnético. Al objeto de frenar dichos rayos lo suficiente como para detectar la curvatura, si la había, puso en la cámara una barrera de plomo de 6’35 mm de espesor. Descubrió que, cuando cruzaba el plomo, la radiación cósmica trazaba una estela curva a través de la cámara; y descubrió algo más. A su paso por el plomo, los rayos cósmicos energéticos arrancaban partículas de los átomos de plomo. Una de esas partículas dejó una estela similar a la del electrón. ¡Allí estaba, pues, el antielectrón de Dirac! Anderson le dio el nombre de positrón. Tenemos aquí un ejemplo de radiación secundaria producida por rayos cósmicos. Pero aún había más, pues en 1.963 se descubrió que los positrones figuraban también entre las radiaciones primarias.

Abandonado a sus propios medios, el positrón es tan estable como el electrón (¿y por qué no habría de serlo si el idéntico al electrón, excepto en su carga eléctrica?). Además, su existencia puede ser indefinida. Ahora bien, en realidad no queda abandonado nunca a sus propios medios, ya que se mueve en un universo repleto de electrones. Apenas inicia su veloz carrera (cuya duración ronda la millonésima de segundo), se encuentra ya con uno.

Así, durante un momento relampagueante quedaron asociados el electrón y el positrón; ambas partículas girarán en torno a un centro de fuerza común. En 1.945, el físico americano Arthur Edwed Ruark sugirió que se diera el nombre de positronio a este sistema de dos partículas, y en 1.951, el físico americano de origen austriaco  Martin Deutsch consiguió detectarlo guiándose por los rayos gamma característicos del conjunto.

Pero no nos confundamos, aunque se forme un sistema positronio, su existencia durará, como máximo, una diezmillonésima de segundo. El encuentro del electrón-positrón provoca un aniquilamiento mutuo; sólo queda energía en forma de radiación gamma. Ocurre pues, tal como había sugerido Einstein: la materia puede convertirse en energía y viceversa. Por cierto, que Anderson consiguió detectar muy pronto el fenómeno inverso: desaparición súbita de rayos gamma para dar origen a una pareja electrón-positrón. Este fenómeno se llama producción en pareja. Anderson compartió con Hess el premio Nobel de Física de 1.936.

Poco después, los Joliot-Curie detectaron el positrón por otros medios, y al hacerlo así realizaron, de paso, un importante descubrimiento. Al bombardear los átomos de aluminio con partículas alfa, descubrieron que con tal sistema no sólo se obtenían protones, sino también positrones. Cuando suspendieron el bombardeo, el aluminio siguió emitiendo positrones, emisión que sólo con el tiempo se debilitó. Aparentemente habían creado, sin proponérselo, una nueva sustancia radiactiva. He aquí la interpretación de lo ocurrido según los Joliot-Curie: cuando un núcleo de aluminio absorbe una partícula alfa, la adición de los dos protones transforma el aluminio (número atómico 13) en fósforo (número atómico 15). Puesto que las partículas alfa contienen cuatro nucleones en total, el número masivo se eleva 4 unidades, es decir, del aluminio 27 al fósforo 31. Ahora bien, si al reaccionar se expulsa un protón de ese núcleo, la reducción en una unidad de sus números atómicos y masivos hará surgir otro elemento, o sea, el silicio 30.

Puesto que la partícula alfa es el núcleo del helio, y un protón es el núcleo del hidrógeno, podemos escribir la siguiente ecuación de esta reacción nuclear:

aluminio 27 + helio 4 = silicio 30 + hidrógeno 1

Nótese que los números másicos se equilibran:

27 + 4 = 30 + 1

Adentrarse en el universo de las partículas que componen los elementos de la tabla periódica, y en definitiva, la materia conocida, es verdaderamente fantástico.

Tan pronto como los Joliot-Curie crearon el primer isótopo radiactivo artificial, los físicos se lanzaron en tropel a producir tribus enteras de ellas. En realidad, las variedades radiactivas de cada elemento en la tabla periódica son producto de laboratorio. En la moderna tabla periódica, cada elemento es una familia con miembros estables e inestables, algunos procedentes de la naturaleza, otros sólo del laboratorio. Por ejemplo, el hidrógeno presenta tres variedades: en primer lugar, el corriente, que tienen un solo protón. En 1.932, el químico Harold Urey logró aislar el segundo. Lo consiguió sometiendo a lenta evaporación una gran cantidad de agua, de acuerdo con la teoría de que los residuos representarían una concentración de la forma más pesada del hidrógeno que se conocía, y, en efecto, cuando se examinaron al espectroscopio las últimas gotas de agua no evaporadas, se descubrió en el espectro una leve línea cuya posición matemática revelaba la presencia de hidrógeno pesado.

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El núcleo de hidrógeno pesado está constituido por un protón y un neutrón. Como tiene un número másico de 2, el isótopo es hidrógeno. Urey llamó a este átomo deuterio (de la voz griega deutoros, “segundo”), y el núcleo deuterón. Una molécula de agua que contenga deuterio se denomina agua pesada, que tiene puntos de ebullición y congelación superiores al agua ordinaria, ya que la masa del deuterio es dos veces mayor que la del hidrógeno corriente. Mientras que ésta hierve a 100º C y se congela a 0º C, el agua pesada hierve a 101’42º C y se congela a 3’79º C. El punto de ebullición del deuterio es de -23’7º K, frente a los 20’4º K del hidrógeno corriente. El deuterio se presenta en la naturaleza en la proporción de una parte por cada 6.000 partes de hidrógeno corriente. En 1.934 se otorgó a Urey el premio Nobel de Química por su descubrimiento del deuterio.

El deuterio resultó ser una partícula muy valiosa para bombardear los núcleos. En 1.934, el físico australiano Marcus Lawrence Edwin Oliphant y el austriaco P. Harteck atacaron el deuterio con deuterones y produjeron una tercera forma de hidrógeno, constituido por un protón y dos neutrones. La reacción se planteó así:

hidrógeno 2 + hidrógeno 2 = hidrógeno 3 + hidrógeno 1

Este nuevo hidrógeno superpesado se denominó tritio (del griego tritos, “tercero”); su ebullición a 25º K y su fusión  a 20’5º K.

Como es mi costumbre, me desvío del tema y sin poderlo evitar, mis ideas (que parecen tener vida propia), cogen los caminos más diversos. Basta con que se cruce en el camino del trabajo que realizo un fugaz recuerdo; lo sigo y me lleva a destinos distintos de los que me propuse al comenzar. Así, en este caso, me pasé a la química, que también me gusta mucho y está directamente relacionada con la física; de hecho son hermanas: la madre, las matemáticas, la única que finalmente lo podrá explicar todo.

emilio silvera

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Ago

9

El “universo” de las Partículas II

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física Cuántica    ~    Comentarios Comments (7)

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Estamos hablando de las partículas y no podemos dejar a un lado el tema del movimiento rotatorio de las mismas. Usualmente se ve cómo la partícula gira sobre su eje, a semejanza de un trompo, o como la Tierra o el Sol, o nuestra galaxia o, si se me permite decirlo, como el propio universo. En 1.925, los físicos holandeses George Eugene Uhlenbeck y Samuel Abraham Goudsmit aludieron por primera vez a esa rotación de las partículas. Éstas, al girar, generan un minúsculo campo electromagnético; tales campos han sido objeto de medidas y exploraciones, principalmente por parte del físico alemán Otto Stern y el físico norteamericano Isaac Rabi, quienes recibieron los premios Nobel de Física en 1.943 y 1.944 respectivamente, por sus trabajos sobre dicho fenómeno.

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Esas partículas (al igual que el protón, el neutrón y el electrón), que poseen espines que pueden medirse en números mitad, se consideran según un sistema de reglas elaboradas independientemente, en 1.926, por Fermi y Dirac; por ello, se las llama y conoce como estadísticas Fermi-dirac. Las partículas que obedecen a las mismas se denominan fermiones, por lo cual el protón, el electrón y el neutrón son todos fermiones.

Hay también partículas cuya rotación, al duplicarse, resulta igual a un número par. Para manipular sus energías hay otra serie de reglas, ideadas por Einstein y el físico indio S. N. Bose. Las partículas que se adaptan a la estadística Bose-Einstein son bosones, como por ejemplo la partícula alfa.

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Las reglas de la mecánica cuántica tienen que ser aplicadas si queremos describir estadísticamente un sistema de partículas que obedece a reglas de esta teoría en vez de los de la mecánica clásica. En estadística cuántica, los estados de energía se considera que están cuantizados. La estadística de Bose-Einstein se aplica si cualquier número de partículas puede ocupar un estado cuántico dad. Dichas partículas (como dije antes) son bosones, que tienden a juntarse.

Los bosones tienen un momento angular nh/2π, donde n es 0 o un entero, y h es la constante de Planck. Para bosones idénticos, la función de ondas es siempre simétrica. Si sólo una partícula puede ocupar un estado cuántico, tenemos que aplicar la estadística Fermi-Dirac y las partículas (como también antes dije) son los fermiones que tienen momento angular (n + ½)h / 2π y cualquier función de ondas de fermiones idénticos es siempre antisimétrica. La relación entre el espín y la estadística de las partículas está demostrada por el teorema espín-estadística.

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En un espacio de dos dimensiones es posible que haya partículas (o cuasipartículas) con estadística intermedia entre bosones y fermiones. Estas partículas se conocen con el nombre de aniones; para aniones idénticos, la función de ondas no es simétrica (un cambio de fase de +1) o antisimétrica (un cambio de fase de -1), sino que interpola continuamente entre +1 y -1. Los aniones pueden ser importantes en el análisis del efecto Hall cuántico fraccional y han sido sugeridos como un mecanismo para la super-conductividad de alta temperatura.

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Debido al principio de exclusión de Pauli, es imposible que dos fermiones ocupen el mismo estado cuántico (al contrario de lo que ocurre con los bosones). La condensación Bose-Einstein es de importancia fundamental para explicar el fenómeno de la superfluidez. A temperaturas muy bajas (del orden de 2×10-7K) se puede formar un condensado de Bose-Einstein, en el que varios miles de átomos dorman una única entidad (un superátomo). Este efecto ha sido observado con átomos de rubidio y litio. Como ha habréis podido suponer, la condensación Bose-Einstein es llamada así en honor al físico Satyendra Nath Bose (1.894 – 1.974) y a Albert Einstein. Así que, el principio de exclusión de Pauli tiene aplicación no sólo a los electrones, sino también a los fermiones; pero no a los bosones.

Si nos fijamos en todo lo que estamos hablando aquí, es fácil comprender cómo forma  un campo magnético la partícula cargada que gira, pero ya no resulta tan fácil saber por qué ha de hacer lo mismo un neutrón descargado. Lo cierto es que cuando un rayo de neutrones incide sobre un hierro magnetizado, no se comporta de la misma forma que lo haría si el hierro no estuviese magnetizado. El magnetismo del neutrón sigue siendo un misterio; los físicos sospechan que contiene cargas positivas y negativas equivalente a cero, aunque por alguna razón desconocida, logran crear un campo magnético cuando gira la partícula.

Resultado de imagen de los neutrones

Particularmente creo que, si el neutrón tiene masa, si la masa es energía (E = mc2), y si la energía es electricidad y magnetismo (según Maxwell), el magnetismo del neutrón no es tan extraño, sino que es un aspecto de lo que en realidad es materia. La materia es la luz, la energía, el magnetismo, en  definitiva, la fuerza que reina en el universo y que está presente de una u otra forma en todas partes (aunque no podamos verla).

Sea como fuere, la rotación del neutrón nos da la respuesta a esas preguntas:

¿Qué es el antineutrón? Pues, simplemente, un neutrón cuyo movimiento rotatorio se ha invertido; su polo sur magnético, por decirlo así, está arriba y no abajo. En realidad, el protón y el antiprotón, el electrón y el positrón, muestran exactamente el mismo fenómeno de los polos invertidos.

Es indudable que las anti-partículas pueden combinarse para formar la anti-materia, de la misma forma que las partículas corrientes forman la materia ordinaria.

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La primera demostración efectiva de antimateria se tuvo en Brookhaven en 1.965, donde fue bombardeado un blanco de berilio con 7 protones BeV y se produjeron combinaciones de anti-protones y anti-neutrones, o sea, un anti-deuterón. Desde entonces se ha producido el anti-helio 3, y no cabe duda de que se podría crear otros anti-núcleos más complicados aún si se abordara el problema con más interés.

Pero, ¿existe en realidad la anti-materia? ¿Hay masas de anti-materia en el universo? Si las hubiera, no revelarían su presencia a cierta distancia. Sus efectos gravitatorios y la luz que produjeran serían idénticos a los de la materia corriente. Sin embargo, cuando se encontrasen las masas de las distintas materias, deberían ser claramente perceptibles las reacciones masivas del aniquilamiento mutuo resultante del encuentro. Así pues, los astrónomos observan especulativamente las galaxias, para tratar de encontrar alguna actividad inusual que delate interacciones materia-anti-materia.

No parece que dichas observaciones fuesen un éxito. ¿Es posible que el universo esté formado casi enteramente por materia, con muy poca o ninguna anti-materia? Y si es así, ¿por qué? Dado que la materia y la anti-materia son equivalente en todos los aspectos, excepto en su oposición electromagnética, cualquier fuerza que crease una originaría la otra, y el universo debería estar compuesto de iguales cantidades de la una y de la otra.

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                              Aquí detectaron lograron encontrar la anti-materia por primera vez

Este es el dilema. La teoría nos dice que debería haber allí anti-materia, pero las observaciones lo niegan, no lo respaldan. ¿Es la observación la que falla? ¿Y qué ocurre con los núcleos de las galaxias activas, e incluso más aún, con los quásares? ¿Deberían ser estos fenómenos energéticos el resultado de una aniquilación materia-anti-materia? ¡No creo! Ni siquiera ese aniquilamiento parece ser suficiente, y los astrónomos prefieren aceptar la noción de colapso gravitatorio y fenómenos de agujeros negros, como el único mecanismo conocido para producir la energía requerida.

Con esto de la anti-materia me ocurre igual que con el hecho, algunas veces planteado, de la composición de la materia en lugares lejanos del universo. “Ha caído una nave extraterrestre y nuestros científicos han comprobado que está hecha de un material desconocido, casi indestructible”. Este comentario se ha podido oír en alguna película de ciencia ficción. Podría ser verdad (un material desconocido), sin embargo, no porque la nave esté construida por una materia distinta, sino porque la aleación es distinta y más avanzada a partir de los materiales conocidos del universo. En cualquier parte del universo, por muy lejana que pueda estar, rigen los mismos principios y las mismas fuerzas: la materia y la energía son las mismas en cualquier parte. Lo único que puede diferir es la forma en que se utilice, el tratamiento que se le pueda dar, y sobre todo, el poseer el conocimiento y la tecnología necesarios para poder obtener el máximo resultado de las propiedades que dicha materia encierra, porque, en última instancia, ¿es en verdad inerte la materia?

El experimento Alpha para el estudio de la antimateria

                      El experimento Alpha para el estudio de la anti-materia.

    Todo lo que podemos ver en el Universo, sin excepción, está hecho de materia

Tiene y encierra tantos misterios la materia que estamos aún a años luz de saber y conocer sobre su verdadera naturaleza. Nos podríamos preguntar miles de cosas que no sabríamos contestar. Nos maravillan y asombran fenómenos naturales que ocurren ante nuestros ojos, pero que tampoco sabemos, en realidad, a qué son debidas. Sí, sabemos ponerles etiquetas como la fuerza nuclear débil, la fisión espontánea que tiene lugar en algunos elementos como el protactinio o el torio, y con mayor frecuencia, en los elementos que conocemos como transuránidos.

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A medida que los núcleos se hacen más grandes, la probabilidad de una fisión espontánea aumenta. En los elementos más pesados de todos (einstenio, fermio y mendelevio), esto se convierte en el método más importante de su ruptura, sobrepasando a la emisión de partículas alfa. ¡Parece que la materia está viva! Son muchas las cosas que desconocemos, y nuestra curiosidad nos empuja continuamente a buscar esas respuestas.

El electrón y el positrón son notables por sus pequeñas masas (sólo 1/1.836 de la del protón, el neutrón, el antiprotón o el antineutrón), y por lo tanto, han sido denominados leptones (de la voz griega leptos, que dignifica “delgado”).

Aunque el electrón fue descubierto en 1.897 por el físico británico Joseph John Thomson (1.856 – 1.940), el problema de su estructura, si la hay, aún no está resuelto. Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9’1093897 (54) × 10-31 Kg la primera, y 1’60217733 (49) × 10-19 culombios la segunda, y también su radio clásico r0 igual a e2/(mc2) = 2’82 × 10-13 cm. No se ha descubierto aún ninguna partícula que sea menos masiva que el electrón (o positrón) y que lleve una carga eléctrica, sea la que fuese (sabemos cómo actúa y cómo medir sus propiedades, pero aún no sabemos qué es), que tenga asociada un mínimo de masa.

Lo cierto es que el electrón es una maravilla en sí mismo. El universo no sería como lo conocemos si el electrón fuese distinto a como es; bastaría un cambio infinitesimal para que, por ejemplo, nosotros no pudiéramos estar aquí ahora.

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                                          Muchos granos de arena conforman la inmensa playa

¡No por pequeño se el insignificante!

Recordémoslo, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas. En realidad, existen partículas que no tiene asociada ninguna masa en absoluto, es decir, ninguna masa en reposo. Por ejemplo, las ondas de luz y otras formas de radiación electromagnética se comportan como partículas (Einstein en su efecto fotoeléctrico y De Broglie en la difracción de electrones*). Esta manifestación en forma de partículas de lo que, de ordinario, concebimos como una onda, se denomina fotón, de la palabra griega que significa “luz”.

El fotón tiene una masa de 1, una carga eléctrica de 0, pero posee un espín de 1, por lo que es un bosón. ¿Cómo se puede definir lo que es el espín? Los fotones toman parte en las reacciones nucleares, pero el espín total de las partículas implicadas antes y después de la reacción deben permanecer inmutadas (conservación del espín). La única forma de que esto suceda en las reacciones nucleares que implican a los fotones radica en suponer que el fotón tiene un espín de 1. El fotón no se considera un leptón, puesto que este término se reserva para la familia formada por el electrón, el muón y la partícula tau, con sus correspondiente neutrinos: υe, υμ y υτ.

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Existen razones teóricas para suponer que cuando  las masas se aceleran (como cuando se mueven en órbitas elípticas en torno a otra masa o llevan a cabo un colapso gravitacional), emiten energía en forma de ondas gravitaciones. Esas ondas pueden, así mismo, poseer aspecto de partícula, por lo que toda partícula gravitacional recibe el nombre de gravitón.

La forma gravitatoria es mucho, mucho más débil que la fuerza electromagnética. Un protón y un electrón se atraen gravitacionalmente con sólo 1/1039 de la fuerza en que se atraen electromagnéticamente. El gravitón (aún sin descubrir) debe poseer, correspondientemente, menos energía que el fotón, y por tanto, ha de ser inimaginablemente difícil de detectar.

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   No será fácil detectar gravitones

De todos modos, el físico norteamericano Joseph Weber emprendió en 1.957 la formidable tarea de detectar el gravitón. Llegó a emplear un par de cilindros de aluminio de 153 cm de longitud y 66 de anchura, suspendidos de un cable en una cámara de vacío. Los gravitones (que serían detectados en forma de ondas) desplazarían levemente esos cilindros, y se empleó un sistema para detectar el desplazamiento que llegase a captar la cienbillonésima parte de un centímetro. Las débiles ondas de los gravitones, que proceden del espacio profundo, deberían chocar contra todo el planeta, y los cilindros separados por grandes distancias se verán afectados de forma simultánea. En 1.969, Weber anunció haber detectado los efectos de las ondas gravitacionales. Aquello produjo una enorme excitación, puesto que apoyaba una teoría particularmente importante (la teoría de Einstein de la relatividad general). Desgraciadamente, nunca se pudo comprobar mediante las pruebas realizadas por otros equipos de científicos que duplicaron el hallazgo de Weber.

En cualquier caso, no creo que a estas alturas alguien pueda dudar de la existencia de los gravitones, el bosón mediador de la fuerza gravitatoria. La masa del gravitón es 0, su carga es 0, y su espín es 2. Como el fotón, no tiene antipartícula; ellos mismos hacen las dos versiones.

emilio silvera

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Ago

8

El Agua de Marter ¡Es tan importante!

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

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Mars Express Detecta Agua Líquida Escondida Bajo el Polo Sur de Marte

25.07.18.- Los datos del radar recopilados por la sonda espacial Mars Express de la ESA apuntan a un lago de agua líquida enterrado bajo capas de hielo y polvo en la región polar sur de Marte.

La evidencia del pasado acuoso del Planeta Rojo prevalece en toda su superficie en la forma de vastas redes de ríos y canales secos de salida gigantescos claramente representados desde órbita por naves espaciales. Los orbitadores, junto con los módulos de aterrizaje y los exploradores que exploran la superficie marciana, también descubrieron minerales que solo pueden formarse en presencia de agua líquida.

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Son muchas las imágenes que denotan la presencia de agua en el Planeta Marte.

Pero el clima ha cambiado significativamente a lo largo de los 4.6 billones de años de historia del planeta y el agua líquida no puede existir en la superficie hoy en día, por lo que los científicos están mirando bajo tierra. Los primeros resultados de la nave espacial Mars Express de 15 años de antigüedad ya descubrieron que existe hielo de agua en los polos del planeta y que también está enterrado en capas intercaladas con polvo.

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La presencia de agua líquida en la base de los casquetes polares se sospecha desde hace tiempo; después de todo, de estudios en la Tierra, es bien sabido que el punto de fusión del agua disminuye bajo la presión de un glaciar que lo cubre. Además, la presencia de sales en Marte podría reducir aún más el punto de fusión del agua y mantener el agua líquida incluso a temperaturas bajo cero.

Pero hasta ahora, las pruebas del radar avanzado de Marte para el subsuelo y el instrumento de sondeo de ionosfera, MARSIS, el primer radar que alguna vez orbitó en otro planeta, no fue concluyente.

Se ha necesitado la persistencia de los científicos que trabajan con este instrumento de exploración subsuperficial para desarrollar nuevas técnicas con el fin de recopilar la mayor cantidad posible de datos de alta resolución para confirmar su excitante conclusión.

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El radar de penetración en el suelo usa el método de enviar pulsos de radar hacia la superficie y medir el tiempo que tardan en reflejarse en la nave espacial y con qué fuerza.  Los ecos reflejados proporcionan información sobre el material que se encuentra bajo la superficie.

La investigación de radar muestra que la región del polo sur de Marte está compuesta de muchas capas de hielo y polvo a una profundidad de aproximadamente 1,5 km en un área de 200 km de ancho analizada en este estudio. Se ha identificado una reflexión de radar particularmente brillante debajo de los depósitos estratificados dentro de una zona de 20 km de ancho.

La insistencia en las investigaciones del planeta, al final, darán un resultado posicito para saber, de muchos de los secretos que en las profundidades del planeta permanecen escondidas desde hace millones de años, y, una de ellas, podría ser… ¡La Vida!

Analizando las propiedades de las señales de radar reflejadas y considerando la composición de los depósitos estratificados y el perfil de temperatura esperado debajo de la superficie, los científicos interpretan la característica brillante como una interfaz entre el hielo y un cuerpo estable de agua líquida, que puede cargarse con sal y sedimentos saturados. Para que MARSIS pueda detectar dicho parche de agua, necesitaría tener por lo menos varias decenas de centímetros de grosor.

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 “Esta anomalía subsuperficial en Marte tiene propiedades de radar que coinciden con el agua o los sedimentos ricos en agua”, dice Roberto Orosei, investigador principal del experimento MARSIS y autor principal del artículo publicado hoy en la revista Science.

“Esta es solo una pequeña área de estudio; es una perspectiva emocionante pensar que podría haber más de estas bolsas subterráneas de agua en otros lugares, aún por descubrir “.

“Hemos visto indicios de características subsuperficiales interesantes durante años, pero no pudimos reproducir el resultado de órbita a órbita, porque las tasas de muestreo y la resolución de nuestros datos anteriores eran demasiado bajao”, agrega Andrea Cicchetti, gerente de operaciones de MARSIS y coautor en el nuevo documento.

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“Tuvimos que idear un nuevo modo de operación para eludir el procesamiento a bordo y activar una mayor tasa de muestreo y así mejorar la resolución de la huella de nuestro conjunto de datos: ahora vemos cosas que simplemente no eran posibles antes”.

El hallazgo recuerda algo al lago Vostok, descubierto a unos 4 km por debajo del hielo en la Antártida en la Tierra. Se sabe que algunas formas de vida microbiana prosperan en los ambientes subglaciales de la Tierra, pero ¿podrían los pozos subterráneos de agua líquida salada y rica en sedimentos en Marte también proporcionar un hábitat adecuado, ya sea ahora o en el pasado? Si la vida alguna vez existió en Marte sigue siendo una pregunta abierta.

“La larga duración de Mars Express, y el agotador esfuerzo realizado por el equipo de radar para superar muchos desafíos analíticos, permitió este resultado tan esperado, demostrando que la misión y su carga útil aún tienen un gran potencial científico”, dijo Dmitri Titov, de la ESA y científico del proyecto Mars Express.

“Este descubrimiento emocionante es un punto culminante para la ciencia planetaria y contribuirá a nuestra comprensión de la evolución de Marte, la historia del agua en nuestro planeta vecino y su habitabilidad”.

Mars Express se lanzó el 2 de junio de 2003 y celebrará 15 años en órbita el 25 de diciembre de este año.

Mars Express ha usado señales de radar rebotadas a través de capas de hielo subterráneas para encontrar evidencias de un lago de agua enterrado debajo del casquete polar sur. Image Credit: ESA

 

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Ago

8

¿Hacia dónde vamos? ¿Camino del futuro o de la destrucción?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Mundo Futuro    ~    Comentarios Comments (1)

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A veces entramos en un mundo mágico sin tener que salir de este

Cuando se lee un buen libro, se saborean sus pasajes más interesantes y, al final, sientes un poco de pena porque aquello se termine tan pronto. Sientes que quieres más, te quedas algo insatisfecho de no haber podido llegar más lejos, de profundizar más en aquello que tanto llamó tu atención y despertó tu curiosidad. Saber sobre aquello que te preocupa es tan vital para la mente que, cuando no puedes desarrollar ciertos pensamientos por falta de conocimientos, te sientes frustrado y, de alguna manera, sufres por no saber.

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Un robot no podrá resolver nunca un problema para el que no esté programado, no puede repentizar, como los humanos, una solución a un problema imprevisto. Sólo son máquinas.

Habiendo finalizado la lectura de Las sombras de la Mente, de Roger Penrose, en la que nos habla de la posibilidad de comprender de forma científica lo que la conciencia es y, extrapola dicha conciencia, hasta ese otro mundo de la I.A., en el que, si nada lo remedia, estamos inmersos hasta tal punto que, en el futuro más o menos lejano, será lo que predomine tanto aquí en la la Tierra, como en los mundos y lunas que nos acompañan en el Sistema solar, e, incluso, mucho más allá. Ellos serán, los Robots, los que surquen los cielos y el espacio interestelar en busca de las estrellas.

Es posible que podamos llegar a los límites de la realidad pero… ¿No crearemos una nueva raza para que, sin nosotros saberlo nos suplante en el futuro?

La computación y el Pensamiento consciente

En los últimos tiempos, mucho es lo que se habla de la I.A., y, algunos, nos preguntamos: ¿Será posible que en un futuro más o menos lejano, eso que llamamos Inteligencia Artificial, nos pueda superar?

Hay corrientes en ese sentido que nos llevan a pensar y, ¿por qué no? A preocuparnos profundamente. Si hacemos caso de esas afirmaciones (quizá algo extremas pero, con visos de verdad) de los que defienden a capa y espada el futuro de la I.A., diciendo que, con el tiempo, los ordenadores y los robots superarán a los humanos en inteligencia al llegar a tener todas y cada una de las capacidades humanas y otras que, los humanos nunca podrán tener. Entonces, estos ingenios serían capaces de hacer muchísimo más que ayudar simplemente a nuestras tareas inteligentes.

De hecho, tendrían sus propias y enormes inteligencias. Podríamos entonces dirigirnos a estas inteligencias superiores en busca de consejo y autoridad en todas las cuestiones complejas y de interés que, por nosotros mismos, no pudiéramos solucionar; ¡y finalmente podrían resolver los problemas del mundo que fueron generados por la Humanidad!

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Alan Turing estaba convencido de que algún día, las máquinas serían tan inteligentes como los humanos. Y para demostrarlo, inventó el Test de Turing, en 1950. El Test de Turing se basa en la idea de que si no puedes distinguir las respuestas de un programa frente a las de un humano, entonces es porque la inteligencia artificial es tan inteligente como nosotros.

                            Así se empieza pero… ¿Cómo acaba?

La Nasa ha fabricado un robot que pesa 150 kilogramos, tiene aspecto humanoide y se llama Robonaut-2(R-2 para los amigos). Este androide será lanzando al espacio y pronto será el nuevo compañero de los tripulantes de la Estación Espacial Internacional. Por algo se comienza y, nunca se sabe como todo terminará.

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       El Robot que construyó la NASA

Pero, si todo eso fuera así (que podría llegar a serlo), podríamos extraer otras consecuencias lógicas de estos desarrollos potenciales de la I.A. que muy bien podría generar una cierta alarma muy justificada ante una situación tan atípica, en la que, unos “organismos” artificiales creados por nosotros mismos, nos superen y puedan llegar más lejos de lo que nosotros, podríamos ser capaces de llegar nunca. ¿No harían estos ordenadores y Robots, a la larga, que los Humanos fueran superfluos para ellos?

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Si dejamos que los robots del futuro adquieran conciencia de SER… ¡El devenir de los humanos no será placentero!

Si los Robots guiados por ordenadores insertados en sus cerebros positrónicos o espintrónicos, o, guiados por un enorme y potente Ordenador Central, resultaran ser muy superiores a nosotros en todos los aspectos, entonces, ¿no descubrirían que pueden dirigir el mundo sin necesidad alguna de nosotros? La propia Humanidad se habría quedado obsoleta. Quizá, si tenemos suerte, ellos podrían conservarnos como animales de compañía (como alguien dijo en cierta ocasión); o, si somos inteligentes, podríamos ser capaces de transferir las “estructuras de información” que somos “nosotros mismos” a una forma de robot (como han pensado algunos otros), o quizá no tengamos esa suerte y no lleguemos a ser tan inteligentes…

                                                              Algunos podrían ser muy, muy peligrosos

Investigadores de la Universidad de Bremen en Alemania dio a conocer el simio robot – un aparatito de cuatro extremidades que se tambalea a lo largo de su frente “nudillos” y patas traseras. El robot de 40 libras, que tuvo más de tres años en desarrollarse, puede moverse hacia adelante, hacia atrás y hacia los lados – todo ello sin un cable de control. Cuenta con sensores de presión en sus patas traseras, y puede incluso dar vuelta en torno a sí mismo.

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           Si al mando de expediciones espaciales no están los humanos… ¡Las cosas se podrían torcer!

Colonizar el espacio con robots es un antiguo argumento de obras de ciencia-ficción, algo que podrían hacer realidad en Japón en no demasiado tiempo. La imagen de arriba, a no tardar mucho, podría ser una realidad. De momento hemos enviado sondas y naves espaciales de todo tipo y rovers-laboratorios andarines pero, en el futuro cercano, la cosa irá en aumento de cantidad y calidad.

Por otra parte, quiero pensar que, lo que hace y es capaz de realizar nuestro cerebro creador de pensamientos, nunca será del dominio de la I.A. que, nunca podrán describir o realizar funciones que de manera natural realizan nuestras mentes. ¿Llegarán a tener mentes de verdad los Robots del futuro? ¿Será posible que lleguen a tener sentimientos, a sentir miedo, a poder llorar? ¿Tiene algún sentido que hablemos de semejantes cosas en términos científicos? También podríamos pensar que, la Ciencia, no está capacitada para abordar ciertas cuestiones relacionadas con la complejidad de la Conciencia Humana.

Claro que, por otra parte, no podemos dejar de pensar en el hecho cierto de que, la propia materia parece tener una existencia meramente transitoria puesto que puede transformarse de una forma en otra, de una cosa en otra, e, incluso, puede llegar esa transformación ser tan compleja como para cambiar desde la materia “inerte” hasta el ser consciente.

                               ¿Escena futura cotidiana?

 Incluso la masa de un cuerpo material, que proporciona una medida física precisa de la cantidad de materia que contiene el cuerpo, puede transformarse en circunstancias apropiadas en pura energía (E = mc2) de modo que, incluso la sustancia material parece ser capaz de transformarse en algo con una actualidad meramente matemática y teórica. Dejemos en este caso, la cuántica y otras teorías a un lado para centrarnos en el tema que tratamos de la I.A. y sus posibles consecuencias.

¿Permite la Física actual la posibilidad de una acción que, en principio, sea imposible de simular en un ordenador? Hoy esa respuesta no está disponible y, cuando eso vaya a ser posible, tendríamos que estar en posesión de una nueva Física mucho más avanzada que la actual.

No debemos apartarnos de un hecho cierto: Nuestra Mente, aunque está apoyada por un ente físico que llamamos cerebro y recibe la información del exterior a través de los sentidos, también es verdad que, de alguna manera, sale de nosotros, está fuera de nuestros cuerpos y, viaja en el tiempo y en el espacio, aprende y conoce nuevos lugares, nuevas gente, nuevos conocimientos de su entorno y de entornos lejanos y, a todos ellos, sin excepción, se puede trasladar de manera incorpórea con un simple pensamiento que, de manera instantánea, nos sitúa en este o aquel lugar, sin importar las distancias que nos puedan separar.

Así La parte física y la parte mental, aunque juntas, están separadas de una manera muy real y, desde luego, existe una clara divisoria entre lo físico y lo mental que ocupan distintos dominios de alcance también distintos y, hasta donde pueda llegar el dominio mental ¡No se conoce!

Circuitos y conexiones de infinita potencia. Ahí están encerrados otros mundos de inimaginable belleza, agujeros negros gigantes, púlsares y quásares, estrellas de neutrones y fantásticas nebulosas de increíbles figuras de las que surgen sin cesar nuevas estrellas y nuevos mundos. También ahí residen pensamientos y recuerdos y, hasta es posible rememorizar imágenes nunca vistas de universos paralelos… ¿Cómo son posible todas esas maravillas? Y, ante esa poderosa “herramienta”, me pregunto, podrá alguna vez, la Inteligencia Artificial hacer algo parecido.

El futuro es incierto

Quisiera pensar que, el humano, siempre prevalecerá sobre el “ser Artificial”, sin embargo, tal optimismo, si pensamos en hacerlo real, nunca podrá estar a nuestro alcance. La evolución de la Ciencia, las necesidades de nuestra especie, las exigencias de una Sociedad creciente que llena el planeta hasta límites insoportables…Todo eso, nos llevará a seguir procurando ayuda de ese “universo artificial” que, al fin y a la postre, es la única salida que tenemos para poder llegar a otros mundos en los que poder alojarnos para que, el planeta Tierra, no se vea literalmente asfixiado por la superpoblación. Así que, siendo las cosas así (que lo son), estamos irremisiblemente abocados a ese futuro dominado por la I.A. que, si tenemos suerte, nos dejará convivir con ella y, si no la tenemos… Muy cruda.

Así que, el día que los Robots sean equiparables a los Humanos, ese día, habrá comenzado el principio del fin de la especie que, tan tonta fue, que creó a su propio destructor.

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             Hay pensamientos que producen miedo. Estar a merced de “seres· carentes de sentimientos

Claro que, para que todo esto llegue a pasar, podrían transcurrir siglos. No parece que sea muy factible que una simulación realizada por un Robot avanzado pueda ser semejante a lo que un Humano puede hacer hoy. Sin embargo, cuando los ordenadores y Robots hayan alcanzando la inteligencia de pensamiento y discurrir del cerebro Humano, ese día, amigos míos, no creo que sea un día para celebrar.

Claro que, la idea de poner unir nuestras mentes a esos “Seres”, podría ser una salida, una solución híbrida para paliar nuestras carencias de salir al espacio exterior por nosotros mismos y dentro de la frágil coraza humana que contiene a nuestras Mentes pensantes que, dentro de tan ligera y débil estructura, no tienen la seguridad suficiente para realizar ciertas tareas.

                   …Si llegan a controlar el átomo y la luz…

No quiero ser pesimista ni llevar a vuestro ánimo ideas intranquilizadoras. Sin embargo, si la cosa sigue adelante por el camino emprendido, el futuro que nos espera será ese: Convivir con los Robots, emitir leyes para su control, tratar de que hagan sólo aquellos trabajos y tareas encomendadas pero, ¿cómo podremos evitar que, algún día, más evolucionados al exigirle cada vez más complejidad en las ayudas que nos tendrán que prestar, comiencen a pensar por sí mismos?

Así que, como estamos dando a esos Robots el “Conocimiento”, la “Comprensión”, la “Consciencia” y, la “Inteligencia”, lo estamos haciendo partícipes y están tomando posesión, de los bienes más valiosos que podemos poseer y, tal dislate…¡Podríamos pagarlo muy caro!

       La escena no me gusta nada y, sin embargo, podría ser un escenario cotidiano del futuro

  • “Un Robot no puede hacer daño a un ser humano o, mediante la inacción que un ser humano sufra daños”
  • “Un Robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que esto provoque un conflicto con la primera ley”
  • “Un Robot debe proteger su propia existencia, a no ser que provoque un conflicto con las dos primeras”

Estas leyes fueros enunciadas por Isaac Asimos con el objetivo de intentar que la finalidad inicial para la que se originó la robótica no fuera modificada y eso ocasionara problemas a la humanidad. Sin embargo…

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Nuestros sueños e conquistar el Espacio exterior y de poblar otros mundos, hace más de 50 años que se puso en marcha. Desde entonces, hemos enviado aparatos más o menos sofisticados lejos de la Tierra y, nos han enviado información de Mercurio, de Venus y Marte, de Saturno y Júpiter, de las Lunas que, como Io, Titán, Encelado, Ganímedes Europa y otras pueden tener algún interés científico para el futuro de la Humanidad. Estos “artilugios” guiados desde nuestro planeta, nos envían imágenes de lugares que nunca pudimos imaginar.

Así, las máquinas pueden hacer lo que nosotros no podemos y “ellas” no duermen ni comen y, cuando no puedan obtener energía del propio Sol, lo harán de pilas atómicas que durarán cientos de años. La radiación del espacio no les afecta y la falta de gravedad tampoco. Ellos tendrán todos los atributos que nos faltan para conquistar el espscio, y… ¿De nosotros que será?

La pregunta queda en el aire, toda vez que, en este momento, nadie la sabe contestar.

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Ago

8

Desviar un gran Asteroide… Sueños, ilusiones.

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

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TOP 10 CRÁTERES DE ASTEROIDES

 

Lo que arriba podemos contemplar es sólo las marcas dejadas por la caída de un gran meteorito en el pasado de la Tierra, es decir, lo que queda del Cráter que se formó.

Se habla y no paramos de la posible caída de uno de estos grandes pedruzcos que, en realidad, son mucho más que eso, ya que, algunos, pueden tener di´çametros de hasta 500 Km., y, con esas medidas, la devastacvión de la Tierra estaría ase4gurada. Acordáos de los Dinosaurios, cuando en la Península del Yucatán en México cayó uno de estos viajeros del Espacio.

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La edad de las rocas y los análisdis isotópicos mostraron que esta estructura data de finales del período Cretásico,  hace aproximadamente 65 millones de años. La principal evidencia es una delgada capa de iridio encontrada en sedimentos del límite K/T en varios afloramientos de todo el mundo. El iridio es un metal escaso en la Tierra, pero abundante en los meteoritos y asteroides.

Recientemente se ha reafirmado la hipótesis de que el impacto es el responsable de la extinción masiva del Cretásico-Terciario. En efecto, entre las consecuencias del choque destaca la extinción de diversas especies, como lo sugiere el limite K/T aunque algunos críticos argumentan que el impacto no fue el único motivo7 y otros debaten si en realidad fue un único impacto o si en la colisión de Chicxulub participaron una serie de bólidos que podrían haber impactado contra la Tierra  aproximadamente al mismo tiempo.

 

 

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Se estima que el tamaño del bólido era de unos 10 km de diámetro y se calcula que el impacto pudo haber liberado unos 400 zettajulios (4 × 1023  julios) de energía, equivalentes a 100 teratones de TNT (1014toneladas).  Se estima que el impacto de Chicxulub fue dos millones de veces más potente que la Bomba más potente, es decir,  dispositivo explosivo más potente creado por el hombre jamás detonado, con una potencia de 50 megatones. Incluso la mayor erupción volcánica explosiva que se conoce —la que creó la Caldera de la Garita en Colorado, Estados Unidos—, liberó aproximadamente 10 zettajulios, lo que es significativamente menos potente que el impacto de Chicxulub

 

 

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Independientemente de lo peligroso que hubiera sido para los humanos convivir en el mismo Tiempo de estos magnificos ejemplares, no podemos negar la belleza salvaje que los Dinosaurios, en todas sus especies poseían.

 

 

Imagen relacionada

 

 

Fue una suerte poara nosotros el que cayera aquel meteorito de 10 Km de dimámetro sobre nuestro planeta, ya que, hizo posible salir de un callejón sin salida. Con ellos aquí, nuestras posibilidades de sobrevivir en la Tierra hubieran sido mínimas. Así que, cuando aparecimos 65 millones de años más tarde, ya se habían extinguido gracias al pedruzco asesino.

 

 

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Un astrónomo ruso detecta un nuevo asteroide que podría ser una amenaza para la Tierra. Debido a su tamaño y a su proximidad respecto a la Tierra, debería considerarse potencialmente peligroso. El asteroide LK24 fue descubierto por el astrónomo ruso Leonid Elenin, investigador del Instituto Keldysh de Matemática Aplicada, el 14 de junio, informa TASS. “Su tamaño es de unos 160 metros, y se acercará a la Tierra el 26 de junio a una distancia de 4,7 millones de kilómetros”, según el científico.

La trayectoria de los asteroides cambia según la influencia de los planetas por los que atraviesan de forma cercana. El asteroide LK24 se mueve en una órbita alargada, acercándose primero al Sol, para después alcanzar la órbita de Júpiter. No sabemos si en acercamientos posteriores el asteroide estará más cerca o más lejos de la Tierra”, aseguró el astrónomo.

Asteroides asesinos

 

 

Hasta el momento hemos tenido mucha suerte de tener ahí a Júpiter como escudo salvador que, con la inmensa fuerza de Gravedad que genera, atrae a los posibles visitantes y evita que la Tierra sufra los impactos que podrían acabar con la Humanidad entera. Claro que, no siempre vamos a tener tanta suerte y, el día que nos llegue ese meteorito… ¡Que llegará! Si no estamos preparados… ¿Lo que pase será responsabilidad de todos?

Como se puede negar la ESA a participar en un Proyecto encaminado a destruir a estos posibles visitantes mientras se gastan ingentes cantidades en otras misiones de menos riesgo para la Humanidad?

 

 

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Estamos tan panchos, tranquilos y ajenos a ese posible impacto que tiene que llegar. La excusa es que puede tardar el suceso en producirse cientos o miles de años. Sí, es cierto pero, también podría producirse el indeseado suceso en semanas, meses o años y, entonces, ¿qué tiempo tendríamos para evitar la debacle?

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                  Si el fatal momento llega, no tendremos héroes capaces de eliminar el problema

Siempre hemos oído: “Es mejor prevenir que curar”. Mi pobre padre me decía: “Niño, más vale un por si acaso que un yo creí”. y, el hombre, llevaba toda la razón. Esperemos que los responsables de estos temas también se den cuenta de ello. Es mucho lo que nos jugamos y dedicar más presupuesto a la vigilancia de visitantes indeseados… ¡Es lo más prudente!

emilio silvera

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