domingo, 24 de octubre del 2021 Fecha
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No hubo explosión en el “nacimiento” del Universo

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

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No hubo ninguna explosión en el inicio del cosmos

EMILIO ELIZALDE

Emilio Elizalde

En este artículo se intenta describir, de manera fácilmente inteligible y siempre de acuerdo con la física actual, el denominado Big Bang: qué fue lo que en realidad pudo ocurrir cuando se originó nuestro universo.

El Big Bang podría haber generado dos futuros diferentes y no ser el origen  del tiempo, según la hipótesis de un físico | Marca

Y Dios dijo: “Hágase la luz”. Y se hizo la luz. Y Dios vio que la luz era buena, y la separó de la oscuridad. Y a la luz Dios la llamó “Día”, y a la oscuridad “Noche”. Y hubo un atardecer y una mañana, el primer día. Del libro del Génesis. L a idea, que hoy sabemos que es errónea, de que hubo un gran estallido en el origen del cosmos sigue tan arraigada en la conciencia popular que resulta extraordinariamente difícil cambiarla. Aunque los físicos/as debemos intentarlo. Y eso es precisamente lo que se pretende en este breve artículo. Contiene una descripción actualizada, incorporando todos los conocimientos científicos que poseemos hoy en día, sobre lo que realmente pudo ocurrir cuando se originó nuestro universo. Introducción Sea cual sea la lectura que se haga de ellos, resulta difícil no dejarse cautivar por la extraordinaria belleza de los versículos del Génesis. No importa que los eruditos hayan descubierto que fueron adaptados de descripciones mucho más antiguas de la mitología mesopotámica; ni que podamos objetar que esta narrativa no se sostiene de ninguna manera con los conocimientos que se enseñan actualmente en las escuelas y universidades.

Big Bang Theory Fotografías e imágenes de stock - Getty ImagesOrigen del Universo

El origen del Universo y de la Tierra. Vídeos educativos para niños -  YouTube

De hecho, hay muchísimos libros escritos, con orientaciones muy diversas, donde se establecen estas comparaciones, en las que aquí no voy a entrar (haré sólo una, eso sí). Para escoger un par, de libros, daré las referencias de los de Brooke [1] y Suau [2]. ¿Quién no ha oído a estas alturas hablar del Big Bang? Esas dos palabras, en inglés, son las que de alguna manera han sustituido en nuestro bagaje cultural al relato del Génesis sobre la creación del cosmos. Otra cosa es la parte de la misma narración bíblica que se refiere a la creación de los seres vivos, y del hombre y de la mujer. De ello se han hecho cargo las teorías darwinianas. Al Big Bang me he referido ya numerosas veces. He abordado el tema en diversas conferencias, artículos y presentaciones y éste fue precisamente el título de mi primera contribución al blog que tengo en Divulcat [3]. Pero, día a día me doy cuenta, hablando incluso con compañeros/as de profesión, de que aún me he ocupado demasiado poco del tema. La idea (completamente errónea con arreglo a lo que ahora sabemos) de que hubo un gran estallido en los inicios del cosmos sigue tan arraigada que cuesta mucho cambiarla. Está claro que a ello contribuye especialmente el significado literal del término Big Bang. Antes de dar, una vez más (esperando que sea la definitiva), la descripción científica actual de lo que sucedió en el origen del universo, la que está de acuerdo con nuestros conocimientos actuales (habiendo entrado ya en el año vigesimoprimero del nuevo milenio) repetiré el relato que encontramos aún en todas partes y que los científicos hemos visto que no se corresponde con los hechos. Corresponde a la ciencia de hace la friolera de noventa años, la de los años treinta del siglo xx, y mucho ha llovido desde entonces en todos los campos del conocimiento, y en éste en particular.

 El Mito del Huevo Cósmico ⋆

El relato del gran estallido (que jamás tuvo lugar) Iré directamente al grano y no repetiré lo que ya he explicado en otras ocasiones con mayor detalle (véase, en particular, mi libro [4]). La descripción (falsa), extraordinariamente popular y que se vende como si tuviera una base científica sólida, es la que sigue (Fig. 1). Todo el universo se reducía, en el principio de los tiempos, a un “átomo primigenio” o “huevo cósmico” (enormemente pequeño, con respecto al universo actual, pero muy grande en comparación a un átomo de verdad). Tenía, por supuesto, una densidad y una temperatura mucho mayores de lo que podamos imaginar. En el origen del tiempo, este átomo estalló con gran estruendo, esparciéndose la materia y la energía que contenía por todo el universo y dando origen además a la expansión que todavía ahora detectamos los cosmólogos.

Esta explosión descomunal recibe el nombre de Big Bang, palabras que literalmente significan en inglés “gran explosión”. ¡Y eso es todo! Tal descripción se debe a Georges Lemaître; se remonta, repito, a la década de 1930 y tiene muy poco que ver con lo que sabemos ahora. Sin embargo, al ser tan simple, algo misteriosa, desde luego, pero creíble, y como el modelo cosmológico sigue recibiendo el nombre de modelo de Big Bang y, como es bien cierto que Big Bang significa de hecho gran explosión, resulta que no hay manera humana de borrar esta caricatura inverosímil y totalmente equivocada de lo que ocurrió en el origen del cosmos. Y la seguimos encontrando en libros, enciclopedias, artículos, páginas web y blogs por doquier. Ni siquiera los especialistas se atreven a desmontarla, a veces cuando hablan para el gran público, según yo mismo he podido comprobar en diversas ocasiones; bien sea por no ir contra corriente o por falta del tiempo necesario para embarcarse en una descripción detallada sobre este punto, cosa que no resulta sencilla. Y la burda simplificación se sigue imponiendo. Todo ello me entristece mucho y hace que considere mi deber perentorio insistir una vez más sobre esta importante cuestión. Para empezar, disfrazándome del genial Dalí e imitando su voz engolada me atrevo a formular la pregunta: ¿De dónde salió la gallina que puso aquel “huevo cósmico”? Ahora más en serio, pocos años después de la formulación de este modelo, los físicos nucleares se dieron cuenta ya de que no había por donde cogerlo. Era imposible que toda la materia-energía del cosmos pudiera haber estado concentrada (yo prefiero decir jibarizada) en un átomo primigenio, por muy diversas razones que aquí no detallaré1 . Y, para terminar este apartado, es bueno saber que ya cuando Fred Hoyle, el mismísimo autor de la expresión “Big Bang”, pronunció estas palabras por primera vez, expresó muy claramente que no se refería en absoluto a un estallido de la materia en el sentido anterior (lo que pretendía precisamente era burlarse del modelo de Lemaître), sino a una gigantesca dilatación del espacio que debería ser capaz de “crear”, a partir de la propia geometría del espacio, “toda la materia y energía del universo” (fueron sus palabras textuales). Pero es que esto resulta ya muchísimo más difícil de comprender. ¡El propio Hoyle creía que tal fenómeno era de hecho del todo imposible! Pero Alan Guth, con su teoría de la inflación cósmica, demostró treinta años más tarde que sí se podía conseguir, cuando menos en teoría. La dificultad de comprender tal procedimiento y teoría es la razón por la que tantos/as retoman la versión caricaturesca y errónea, que puede entender hasta un niño o una niña bastante pequeños.

Qué es la Relatividad General? | El Cultural105 años de la teoría de la relatividad general, de Albert Einstein | UNAM  Global

Como he explicado en uno de mis artículos [5], se ha descubierto recientemente que el primero en intentar crear materia y energía a partir del mismísimo espacio fue el propio Albert Einstein, el autor de la Teoría de la Relatividad General. De hecho, tal posibilidad se hallaba ya implícita en las ecuaciones de su teoría [4]. Lo hizo a principios de 1931 pero, desgraciadamente, no logró su propósito, ya que no fue capaz de encontrar un mecanismo específico para llevarlo a cabo en la práctica. Pretendía conseguirlo con ayuda de la constante cosmológica y vio que no era posible. No cayó en la cuenta de que debía haber involucrado un campo cuántico de creación de materia (como sí hicieron Hoyle, Bondi y Gold diecisiete años más tarde). Y el manuscrito con sus cálculos lo dejó abandonado para siempre en un cajón de su escritorio. Pero no seguiré por aquí, pues he prometido ser muy conciso e ir directamente al grano, a diferencia de otras ocasiones, en que puede que me hayan perdido los detalles. Haré, en lo que sigue, una narración muy breve y convenientemente actualizada sobre lo que sí que pudo suceder en el origen de nuestro universo. Debo advertir que no es esta la única descripción aceptada, ya que hay otras que son igualmente posibles. Por otra parte, no todo lo que voy a contar ha sido estrictamente comprobado experimental u observacionalmente (lo concretaré luego). El Génesis, de acuerdo con los conocimientos científicos del año 2021 En el principio no había casi nada: una pizca de materia en un espacio-tiempo minúsculo, que acababa de aparecer de una “espuma cuántica” previa en la que aún no se distinguían ni el espacio ni el tiempo. Y también había un campo cuántico, el de Higgs, y otro, el inflatón, listos para actuar.

Científicos ponen en duda la existencia del inflatónPartículas hipotéticas: el inflatón - YouTube

Una chispa (la naturaleza precisa de la cual todavía no hemos fijado) creó las condiciones para que el inflatón produjese, de repente y durante un infinitésimo de tiempo, una expansión gigantesca (que llamamos inflación cósmica) del tejido de ese espacio minúsculo (Fig. 2). Y que fue creando más y más espacio, e hizo que el universo, que era al principio poco mayor que un átomo ordinario, pasara a tener ya el tamaño de un guisante, o de un pomelo, más o menos. Y que se continuó expandiendo todavía, aunque a un ritmo cada vez más lento. Al frenarse la tremenda expansión inflacionaria, casi toda aquella energía colosal del propio espacio se transformó en los componentes elementales de la materia y energía actuales: quarks, gluones, leptones, fotones, etc., que llenaron uniformemente el aún muy pequeño universo. Aunque una parte de dicha energía se empleó en calentarlos (lo que llamamos reheating). Todos aquellos constituyentes elementales formaron una sopa primigenia enormemente caliente, que recibe el nombre de plasma primordial (o plasma de quarks y gluones). Un plasma, eso sí, absolutamente oscuro, dado que los fotones permanecían confinados: cuando alguno lograba salir de una partícula material, no podía dar dos pasos sin ser ya atrapado por otra, que lo absorbía. Y así una y otra vez.

 Oscilaciones Acústicas de Bariones

Era un universo completamente oscuro, sin luz. Y aquel plasma latía al unísono, como si fuese todo él un corazón universal (a los latidos se les llama oscilaciones acústicas de los bariones, BAO). Los cambios que se fueron produciendo en el plasma durante los primeros segundos y minutos del universo se hallan magníficamente descritos en libros como el de Weinberg [6] y también en Wikipedia [7]. Las condiciones del plasma primordial que constituía el universo, cuando éste tenía tan solo unas pocas milbillonésimas de segundo de vida se han podido reproducir con enorme precisión en laboratorios de física de partículas como el LHC del CERN, en Ginebra. Cuando el cosmos tenía ya una cienmilésima de segundo, se formaron los protones y neutrones, y cuando alcanzó el segundo de vida los neutrinos se desacoplaron del plasma y pudieron ya viajar por todo él. No así los fotones, todavía.

Francis en LFDLC: Los neutrinos - La Ciencia de la Mula Francis

Actualmente se está intentando obtener información sobre esta etapa del universo a partir de neutrinos primordiales, que comienzan a detectarse en ciertos experimentos. Desde los diez segundos hasta los tres minutos, aproximadamente, protones y neutrones constituyeron los núcleos atómicos más ligeros (de hidrógeno, deuterio, helio, etc.), proceso que recibe el nombre de nucleosíntesis primordial [6]. Tomó muchísimo más tiempo, hasta que se pudieron formar los primeros átomos. Gran parte de la física de partículas conocida está involucrada en el estudio de estos procesos, que aquí he simplificado mucho [7]. Es un campo de estudio fascinante. Y el universo continuó expandiéndose, a un ritmo ya normal, muy parecido al que ahora detectamos. Y era por ello cada vez menos caliente, ya que la propia expansión lo iba enfriando, poco a poco. Hasta que, cuando tenía entre 370 y 380 mil años, ocurrió lo que se describe de manera magistral en el primer versículo del Génesis. Súbitamente ¡se hizo la luz! La temperatura había bajado por debajo del umbral de ionización del átomo más ligero, el de hidrógeno. Súbitamente, estos átomos precipitaron a gran escala, y aquel plasma tan oscuro, el universo entero, se hizo de pronto transparente a los fotones, que pudieran viajar, por vez primera, de extremo a extremo del aún muy joven cosmos (Fig. 3)2. 2

 Fondo Cósmico de Microondas

Fig. 3 Mapa de la radiación cósmica de fondo (CMB) observada por el satélite Planck de la Agencia Europea del Espacio (ESA). Se trata de la primera luz del cosmos, que fue emitida cuando tenía entre 370 y 380 mil años y que sigue viajando por todo el universo. Lleva impresas las huellas del último latido del plasma primordial, así como las huellas amplificas de las fluctuaciones cuánticas de la época preinflacionaria, y las huellas, en definitiva, de todas las vicisitudes ocurridas en las épocas pasadas de la historia del universo, y que cada vez somos más capaces de descifrar.

 Átomo de Bohr y Saltos cuánticos Absorción – La Químicaweb

Es preciso recordar que los átomos están prácticamente vacíos. El de hidrógeno lo podemos esquematizar a escala (muy rudimentariamente) así: si el átomo fuera del tamaño de un campo de fútbol, el núcleo (protón) tendría el tamaño de un guisante colocado en el centro del campo, y el diminuto electrón, casi invisible, menor que una pequeña mota de polvo. Esta fue la primerísima luz del universo, una luz maravillosa, radiación de cuerpo negro homogénea e isotrópica que ahora hemos observado con los satélites COBE, WMAP y Planck: la que denominamos radiación cósmica de fondo (CMB), y que a muchos nos cautiva sin remedio. Es, repito, la primera luz del cosmos, la del primer día del Génesis; la que nunca se apaga y continúa viajando por todo el universo actual. Y además lleva grabadas las huellas indelebles del último latido del plasma primigenio. Y las huellas amplificadas de las fluctuaciones cuánticas de la época preinflacionaria.

Hermosos GIFs del espacio y el universo. 100 imágenes animadas

Y las huellas, en resumen, de todas las vicisitudes ocurridas en las épocas pasadas de la historia del universo, mientras la luz ha ido viajando hasta nosotros, y que cada vez somos más capaces de descifrar. Decidme pues ahora si esta maravilla que hemos descubierto no es mil veces más impresionante que una simple explosión, por fuerte que hubiese sido el estallido. De todo lo que antecede tengo escritas sendas narraciones en forma poética: Big Bang inflacionario [8] y La primera luz del Cosmos [9]. Comentarios Tal como había prometido, he hecho un relato actualizado con bien pocas palabras. Mi descripción es sólo a muy grandes rasgos3, pero contiene lo esencial de todo lo que sabemos hoy en día. Deja abiertos aún muchos interrogantes, pero así es la Ciencia: nunca esperemos de ella una verdad absoluta, definitiva. El que la busque deberá acudir a otras fuentes.

Cómo usar el universo para estudiar lo más pequeño: espuma cuántica y  cuásaresTelescopios de la NASA delimitan la espuma del espacio-tiempo

Al igual que antes he inquirido sobre dónde estaba la gallina que había puesto el huevo cósmico, ahora se me podría preguntar: ¿De dónde salieron la espuma de espacio-tiempo preprimigenia, y la brizna de materia inicial, el campo de Higgs, el inflatón, vo, iria girando por encima de las gradas alrededor del campo. Todo lo demás es absoluto vacío. Al formarse los átomos de hidrógeno de manera simultánea en todo el universo, este se volvió prácticamente transparente. 3 Y no he mencionado nada de las importantes etapas posteriores, como la de recombinación, la formación de las primeras galaxias, ni de la nucleosíntesis estelar, de la que Hoyle fue pionero y que dio origen a los elementos pesados [4]. Tanto el principio como la conformación posterior del universo es muchísimo más rica y compleja que un banal gran estallido etc.?

La primera imagen de un agujero negro confirma la teoría de la relatividad  | El ImparcialQué es la espuma cuántica? | Muy Interesante

Pero, dejémoslo bien claro, por favor; una cosa es ya meter todo el universo jibarizado, escondido en el sombrero de copa, y otra muy distinta introducir tan sólo unos pequeñísimos elementos, que ni con los microscopios más potentes imaginables seríamos jamás capaces de ver. Nuestra chistera está muchísimo más vacía que la que nos muestra el mago Pop. Y a partir de ellos, de estos elementos nimios, y con un “simple” gran soplido del globo del espacio, hemos sido capaces de crear un universo enorme y todo su contenido material y energético. Y a coste cero, aunque este punto no tengo ahora tiempo de explicarlo. Quien quiera saber más, puede leer mi nuevo libro, recientemente publicado:

Dinosaurios | Últimas Noticias de Dinosaurios | Temas en La Voz del InteriorDel "Bing Bang" al "Big Bounce"Cosmología, la ciencia que estudia TODO el Universo

Cosmología moderna: desde sus orígenes [4]. Obsérvese que mi descripción se sitúa en la frontera más lejana de la física fundamental que conocemos. No se puede afirmar aún que la inflación cósmica haya sido comprobada del todo. Pero se tienen muchos y muy importantes indicios de que ocurrió. Y las teorías alternativas (de un universo pulsante, en cosmología de lazos, etc.) lo que hacen es intentar recrear en esencia sus mismos efectos, aunque partiendo de otros principios. Quede claro que lo que sí hemos comprobado sin lugar a duda alguna es que, del átomo primigenio y del gran estallido que muchos mal informados siguen afirmando que se produjo, no hay ni el menor rastro; eso sí que es cien por cien seguro que no sucedió jamás. Otra observación, esta para las lectoras y lectores avanzados, es que no he mencionado en ningún lugar los multiversos. No queda excluida, ni mucho menos, la posibilidad de que el universo total sea infinito y que todo lo que he descrito hasta aquí sucediera simplemente en una pequeñísima región de un grandioso espacio-tiempo multidimensional; que sólo un pequeño puntito del mismo inflacionase, etc. En otras palabras, que mi descripción se refiera únicamente a nuestro universo. Y que, como el nuestro, pueda haber toda una multitud ingente de otros universos, creándose y desapareciendo por todas partes. Las teorías de supercuerdas y branas admiten de hecho estas posibilidades, incluso las favorecen. Pero, de prueba física, real, no hay ninguna, hasta ahora.

Gravedad Cuántica, pesando lo muy pequeño (Primera parte) - NaukasObstinados navegantes en océanos de incertidumbre: APROXIMACIÓN A LA TEORÍA  DE LA GRAVEDAD CUÁNTICA DE LAZOS

Como siempre, tengo que terminar recordando que nos queda aún mucho camino por recorrer, antes de poder llegar a responder las preguntas anteriores que he planteado. No tenemos una teoría que unifique la física cuántica con la gravedad. Pero ya he mencionado otras veces que es muy posible que esa teoría tan deseada, aunque la encontráramos, quizá todavía no sería suficiente para llegar al mismísimo punto inicial, t=0, a la singularidad del Big Bang, que aparece en las teorías de gravitación actuales (y por la que, entre otras cosas, a Roger Penrose le concedieron el Premio Nobel de Física 2020). Lejos de desanimarnos, ello nos empuja a seguir investigando. Por último, es muy saludable de vez en cuando echar la vista atrás, y observar, pausadamente, de dónde venimos y todo lo que hemos conseguido entender hasta ahora. Lo que vamos avanzando, paso a paso, año tras año, siglo tras siglo. Y no obcecarse, una y otra vez, en las mismas cuestiones de respuesta muy difícil y que es bien posible (como muestra nuestra experiencia de descubrimientos pasados) que aún se tarde cien o doscientos años, si no más, en poder llegar a contestarlas. Y es completamente seguro que, para entonces, habrán aparecido nuevas preguntas en busca de respuestas.

 Emilio Elizalde

Bibliografía [1] John Headley Brooke, Ciencia y religión. Perspectivas históricas (Santander, Sal Terrae, José Pérez Escobar [trad.], 2016, 1991 [ed. original]). [2] Teodor Suau, Del caos al cosmos: lectura de Gènesi 1-11 (Publicacions de l’Abadia de Montserrat, isbn: 9788484156116). [3] https://www.enciclopedia.cat/divulcat/big-bang. [4] Emilio Elizalde, Cosmología moderna: desde sus orígenes (Ed. Catarata, Madrid, 2020). [5]

 

 

El Tiempo pasa y todo cambia

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Formación de galaxias tempranas | ALMAEl orden que emerge del caos: así se forman las galaxias
Los cosmólogos no saben explicar cómo se pudieron formar las galaxias a pesar de la expansión de Hubble. El Universo se estaba expandiendo y, toda la materia estaba dispersa moviéndose a velocidad alucinante en ese Espacio que se expandía. Si eso es así (como parece que fue), que la pudo retener para que las galaxias se pudieran formar… ¿Sería el Ylem (Ylem o hylem (forma aumentativa de la palabra griega ὑλη [hylé] = materia) es el nombre dado por Aristóteles a la que consideraba sustancia fundamental del Universo).
El Big Bang podría haber generado dos futuros diferentes y no ser el origen  del tiempo, según la hipótesis de un físico | Marca
           Se supone que todo se expandió isotrópicamente
 En realidad, las Galaxias no debenrían existir
Cómo la física cuántica ha afectado nuestra experiencia en el mundo? |  TechceteraSorprendente relación entre dos fenómenos cuánticos | Universo Doppler

La mecánica cuántica - YouTubeLa metáfora cuántica del amor a distancia (o por qué esa conexión con el  que está lejos se siente tan real)

El lugar donde ocurren cosas tan extrañas a nuestro “mundo” cotidiano que nos parecen de fantasía

 

  

 

 

 

¿Es posible atravesar una pared? | El EFECTO TÚNEL video urano repulsión protones partículas particula onda nucleo mecánica cuántica física fenómeno electrones electron electrica dualidad cuantico barrera de potencial atomos alfa Efecto tunel GIFNew trending GIF tagged animated trippy psychedelic drugs… | Trending Gifs

 

El efecto túnel explica que se den en el espacio reacciones químicas que no se producen en condiciones normale.Un fotón energético que viaja a la velocidad de la luz, choca con un electrón orbital de un átomo. El electrón absorbe la energía del fotón y, de inmediato, desaparece del lugar que ocupaba en el átomo y, de manera simultánea, sin saber por donde ha cogido y sin recorrer el camino que le separa, aparece en otro orbital diferente. Ese es, un ejemplo del efecto túnel.

 

  

 

 

 En el interior del Sol se producen reacciones de fusión en las que los átomos de hidrógeno se transforman en helio, produciéndose la energía que irradia. Actualmente, el Sol se encuentra en plena secuencia principal, fase en la que seguirá unos 5000 millones de años más fusionando hidrógeno de manera estable.

 

 

Esquema de una estrella tipo Sol

 

 

Que es la Gravedad Cuántica de Bucles? - CuriosaMente 129 - YouTubeObstinados navegantes en océanos de incertidumbre: APROXIMACIÓN A LA TEORÍA  DE LA GRAVEDAD CUÁNTICA DE LAZOS
Juntar lo grande y lo pequeño….
Cuando se ha tratado de juntar las dos teorías, la de Planck de la mecánica cuántica, con la de Einstein de la Relatividad General… Aunque la formulación esté bien planteada, el resultado es inaudito… ¡Los infinitos sin sentido aparecen y no se pueden renor-malizar!

 

Laboratorio estelar, la cuna de los mundos.

 

Cuando me sumerjo en los misterios y maravillas que encierra el Universo, no puedo dejar de sorprenderme por sus complejas y bellas formaciones, la inmensidad, la diversidad, las fuerzas que están presentes, los objetos que lo pueblan, y, esa presencia invisible que permea todo el espacio y que se ha dado en denominar océano y campos de Higgs, allí donde reside esa clase de energía exótica, ese “éter” que, en definitiva hace que el Universo funcione tal como lo podemos ver. Existen muchos parámetros del Cosmos que aún no podemos comprender y de los que sólo podemos presentir, es como si pudiéramos ver la sombra de algo que no sabemos lo que es.

 

Por qué existe el Universo? - Ambientum Portal Lider Medioambiente

 

Todo el Universo conocido nos ofrece una ingente cantidad de objetos que se nos presentan en formas de estrellas y planetas, extensas nebulosas formadas por explosiones de supernovas y que dan lugar al nacimiento de nuevas estrellas, un sin fin de galaxias de múltiples formas y colores, extraños cuerpos que giran a velocidades inusitadas y que alumbran el espacio como si de un faro cósmico se tratara, y, objetos de enormes masas y densidades “infinitas” que no dejan escapar ni la luz que es atrapada por la fuerza de gravedad que generan.

 

Celestial Objects In Space - When Your BoredPillars Of Creation Free Stock Photo - Public Domain PicturesAtrasta dar viena Saulės sistema? | KaunoDiena.ltUniverse Quotes And Angels. QuotesGram

 

Cualquier cosa que podamos imaginar… ¡Ahí estará!

 

APOD: 2012 July 29 - Star Cluster R136 Bursts OutR136 Fotografía por Germaneart | Artmajeur

Conozca el objeto más extraño de nuestro universo - RTObjetos extraños orbitan cerca del enorme agujero negro de la galaxia

Ya nos gustaría saber qué es todo lo que observamos en nuestro Universo

 

Sin embargo, todo eso, está formado por minúsculos e infinitesimales objetos que llamamos quarks y leptones, partículas elementales que se unen para formar toda esa materia que podemos ver y que llamamos Bariónica pudiendo ser detectada porque emite radiación. Al contrario ocurre con esa otra supuesta materia que llamamos oscura y que, al parecer, impregna todo el universo conocido, pero ni emite radiación ni sabemos a ciencia cierta de qué podrá estar formada, y, al mismo tiempo, existe una especie de energía presente también en todas partes de la que tampoco podemos explicar mucho.

Pensemos por ejemplo que un átomo tiene aproximadamente 10-8 centímetros de diámetro. En los sólidos y líquidos ordinarios los átomos están muy juntos. La densidad de los sólidos y líquidos ordinarios depende por tanto del tamaño exacto de los átomos, del grado de empaquetamiento y del peso de los distintos átomos.

Isaac Asimov en uno de sus libros nos explicó que,  los sólidos ordinarios, el menos denso es el hidrógeno solidificado, con una densidad de 0’076 gramos por cm3. El más denso es un metal raro, el osmio, con una densidad de 22’48 gramos/cm3. Si los átomos fuesen bolas macizas e incompresibles, el osmio sería el material más denso posible, y un centímetro cúbico de materia jamás podría pesar ni un kilogramo, y mucho menos toneladas.

 

Dying star creates fantasy-like sculpture of gas and dust | ESA/HubbleGlowing Eye Nebula: Space Gallery on Sea and Sky

 

The Cat’s Eye Nebula: Dying Star Creates Fantasy-like Sculpture of Gas and Dust

 

 

Qué pasaría si una estrella de neutrones se chocara con un agujero negro de  la mitad de tamaño? - Quora

El agujero negro se “come” la estrella de neutrones

 

Ese puntito blanco del centro de la Nebulosa planetaria, es mucho más denso que el osmio, es una enana blanca, y, sin embargo, no es lo más denso que en el Universo podemos encontrar. Cualquier estrella de neutrones es mucho más densa y, no hablemos de los agujeros negros, de su singularidad.

los átomos no son macizos. El físico neozelandés experimentador por excelencia, Ernest Ruthertord, demostró en 1909 que los átomos eran en su mayor parte espacio vacío. La corteza exterior de los átomos contiene sólo electrones ligerísimos, mientras que el 99’9% de la masa del átomo está concentrada en una estructura diminuta situada en el centro: el núcleo atómico.

 

 

El núcleo atómico tiene un diámetro de unos 10-15 cm (aproximadamente 1/100.000 del propio átomo). Si los átomos de una esfera de materia se pudieran estrujar hasta el punto de desplazar todos los electrones y dejar a los núcleos atómicos al desnud0, el diámetro de la esfera disminuiría hasta un nivel de 1/100.000 de su tamaño original. De manera análoga, si se pudiera comprimir la Tierra hasta dejarla reducida a un balón de núcleos atómicos, toda su materia quedaría reducida a una esfera de unos 130 metros de diámetro. En esas mismas condiciones, el Sol mediría 13’7 km de diámetro en lugar de los 1.392.530 km que realmente mide. Y si pudiéramos convertir toda la materia conocida del universo en núcleos atómicos  obtendríamos una esfera de sólo algunos cientos de miles de km de diámetro, que cabría cómodamente dentro del cinturón de asteroides del Sistema Solar.

El calor y la presión que reinan en el centro de las estrellas rompen la estructura atómica y permiten que los núcleos atómicos empiecen a empaquetarse unos junto a otros. Las densidades en el centro del Sol son mucho más altas que la del osmio, pero los núcleos atómicos se mueven de un lado a otro sin impedimento alguno, el material sigue siendo un gas.  Hay estrellas que se componen casi por entero de tales átomos destrozados.  La compañera de la estrella Sirio es una “enana blanca” no mayor que el planeta Urano, y sin embargo tiene una masa parecida a la del Sol.

 

 

Los núcleos atómicos se componen de protones y neutrones. Ya hemos dicho que todos los protones tienen carga eléctrica positiva y se repelen, de modo que en un lugar dado no se pueden reunir más de un centenar de ellos. Los neutrones, por el contrario, no tienen carga eléctrica y en adecuadas pueden estar juntos y empaquetados un número enorme de ellos para formar una “estrella de neutrones”. Los púlsares, según se cree, son estrellas de neutrones en rápida rotación.

Estas estrellas se forman las estrellas de 2 – 3 masas solares, agotado el combustible nuclear, no pueden fusionando el hidrógeno en helio, el helio en oxígeno, el oxigeno en carbono, etc, y explotan en supernovas. Las capas exteriores se volatilizan y son expulsados al espacio; el resto de la estrella (su mayor parte), al quedar a merced de la fuerza gravitatoria, es literalmente aplastada bajo su propio peso hasta tal punto que los electrones se funden con los protones y se forman neutrones que se comprimen de manera tan increíble que se degeneran (como consecuencia de que son fermiones y están afectados por el principio de exclusión de Pauli) y emiten una fuerza que contrarresta la gravedad, quedándose estabilizada como estrella de neutrones.

El Cielo de Canarias » Procesado de imágenes de Gran Telescopio CANARIAS  (GTC)

El Gran Telescopio Canarias (GTC), instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma), ha obtenido imágenes de una profundidad “sin precedentes” de una estrella de neutrones del magnetar, de las que se conocen pocos ejemplares. Si el Sol se convirtiera en una estrella de neutrones, toda su masa quedaría concentrada en una pelota cuyo diámetro sería de 1/100.000 del actual, y su volumen (1/100.000)3, o lo que es lo mismo 1/1.000.000.000.000.000 (una milmillonésima) del actual. Su densidad sería, por tanto, 1.000.000.000.000.000 (mil billones) de veces superior a la que tiene ahora.

La densidad global del Sol hoy día es de 1’4 gramos/cm3. Una estrella de neutrones a partir del Sol tendría una densidad que se reflejaría mediante 1.400.000.000.000.000 gramos por cm3. Es decir, un centímetro cúbico de una estrella de neutrones llegar a pesar 1.400.000.000 (mil cuatrocientos millones de toneladas). ¡Qué barbaridad!

 

 

Imagen captada por el telescopio Hubble de la galaxia NGC 3393. El núcleo de la galaxia, donde se encuentra la pareja de agujeros negros se ven encuadrado (NASA). Está claro que lo que se dice ver a los agujeros negros… Nadie los ha podido ver y, sólo hemos podido captar su presencia por los fenómenos que a su alrededor ocurren en la emisión inusual de radiación y el comportamiento de la materia circundante.

 

El primer agujero negro captado en imagen se tambalea | Ciencia |  Tecnología Y Ciencia | La Prensa PeruPrimera foto de un agujero negro: así son los alrededores de la imagen que  le da la vuelta al mundo - BBC News Mundo

 

Una animación que muestra la consistencia del diámetro del anillo medido y las incertidumbres de la medición de orientación. (Foto: M. WIELGUS AND THE EHT COLLABORATION /Europa Press)

 

Evolución De Las Estrellas: Origen, Nacimiento, Evolución Y Muerte

 

 

Podemos decir que objetos tan fascinantes (estrellas enanas blancas, de neutrones y agujeros negros), son los que nos muestran estados de la materia más densos que hemos podido llegar a conocer y que se forjan en la propia Naturaleza mediante transiciones de fase que se producen mediante los mecanismos de las fuerzas que todo lo rigen. Cuando hablamos de las cosas del universo estamos hablando de cosas muy grandes. Cualquiera se podría preguntar, por ejemplo: ¿ cuándo podrá mantener el Sol la vida en la Tierra? Está claro que podrá hacerlo mientras radie energía y nos envíe luz y calor que la haga posible tal como la conocemos. Cuando agote su combustible nuclear de fusión, su vida se apagará y se convertirá en gigante roja primero y enana blanca después.

Como ya explicamos antes, la radiación del Sol proviene de la fusión del hidrógeno en helio. Para producir la radiación vertida por el sol se necesita una cantidad ingente de fusión: segundo tienen que fusionarse 654.600.000 toneladas de hidrógeno en 650.000.000 toneladas de helio  (las 4.600.000 toneladas restantes se convierten en energía de radiación y las pierde el Sol para siempre. La ínfima porción de energía que incide sobre la Tierra basta mantener toda la vida en nuestro planeta).

 

 

 

 

Los rayos del Sol que envían al planeta Tierra su luz y su calor para hacer posible la vida en un planeta maravilloso que es el hábitat de millones de especies, unas más inteligentes que otras en relación al roll que, a cada una, le tocó desempañar en el escenario de este gran teatro que llamaos mundo.

Nadie diría que con consumo tan alto de hidrógeno por segundo, el Sol pudiera durar mucho tiempo, pero es que ese cálculo no tiene en cuenta el enorme tamaño del Sol. Su masa totaliza 2.200.000.000.000.000. 000.000.000.000 (más de dos mil cuatrillones) de toneladas. Un 53% de esta masa es hidrógeno, lo cual significa que el Sol contiene en la actualidad una cantidad de 1.166.000.000.000.000.000.0000.0000.000 toneladas.

Para completar diré que el resto de la masa del Sol es casi todo helio. Menos del 0’1 por 100 de su masa está constituido por átomos más complicados que el helio. El helio es más compacto que el hidrógeno. En condiciones idénticas, un dado de átomos de helio tiene una masa cuatro veces mayor el mismo número de átomos de hidrógeno. O dicho de otra manera: una masa dada de helio ocupa menos espacio que la misma masa de hidrógeno. En función del volumen – el espacio ocupado –, el Sol es hidrógeno en un 80 por ciento.

Este podría ser nuestro Sol en el pasado sólo era una proto-estrella que se estaba formando

 

Si suponemos que el Sol fue en origen todo hidrógeno, que siempre ha convertido hidrógeno en helio al ritmo dicho de 4.654 mil toneladas  por segundo y que lo seguirá haciendo hasta el final, se calcula que ha radiando hace unos 4.000 millones de años y que seguirá haciéndolo durante otros cinco mil millones de años más. Pero las cosas no son tan simples. El Sol es una estrella de segunda generación, constituida a partir de gas y polvo cósmico desperdigado por estrellas que se habían quemado y explotado miles de millones de años atrás.  Así pues, la materia prima del Sol contenía ya mucho helio el principio, lo que nos lleva a pensar que el final puede estar algo más cercano.

Por otra , el Sol no continuará radiando exactamente al mismo ritmo que . El hidrógeno y el helio no están perfectamente entremezclados. El helio está concentrado en el núcleo central y la reacción de fusión se produce en la superficie del núcleo. Cuando el Sol se convierta en gigante roja… Nosotros tendremos que haber podido buscar la manera de salir de la Tierra ubicarnos en otros mundos, dado que, dicha fase del Sol, no permitirá la vida en nuestro planeta.

 

 

 

 

Los planetas interiores (Mercurio y Venus) serán engullidos por nuestro Sol y, la Tierra, quedará calcinada, sus océanos se evaporarán y toda la vida, desaparecerá.

Como decía v Lovecraft: “Que no está muerto lo que duerme eternamente, y, con el paso de los eones, hasta la misma muerte tiene que morir.”

Las estrellas, y todo en nuestro universo, tienen un principio y un final. La que en la imagen de arriba podemos contemplar, ha llegado al final de su ciclo, y, agotado su combustible nuclear, quedará a merced de la fuerza de la Gravedad que la convertirá en un objeto distinto del que fue durante su larga vida. Dependiendo de su masa,  las estrellas se convierten en enanas blancas -el caso del Sol-, estrella de neutrones o Agujeros negros.

 

 

 

La atracción gravitatoria de la Luna sobre la Tierra hace subir el nivel de los océanos a ambos lados de nuestro planeta y crea así dos abultamientos. A medida que la Tierra gira de oeste a , estos dos bultos – de los cuales uno mira la Luna y el otro en dirección contraria – se desplazan de este a oeste alrededor de la Tierra. Al efectuar este desplazamiento, los dos bultos rozan contra el fondo de los mares poco profundos, como el de Bering o el de Irlanda. Tal rozamiento convierte energía de rotación en calor, y este consumo de la energía de rotación terrestre hace que el movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje vaya disminuyendo poco a poco. Las mareas actúan como freno sobre la rotación de la Tierra, y como consecuencia de ello, los días terrestres se van alargando un segundo mil años.

Pero no es sólo el agua del océano lo que sube de nivel en respuesta a la gravedad lunar. La corteza sólida de la Tierra también acusa el efecto, aunque en medida notable. El resultado son dos pequeños abultamientos rocosos que van girando alrededor de la Tierra, el uno mirando la Luna y el otro en la cara opuesta de nuestro planeta. Durante ese desplazamiento, el rozamiento de una capa rocosa contra otra va minando también la energía de rotación terrestre. (Los bultos, claro está, no se mueven físicamente alrededor del planeta, sino que a medida que el planeta gira, remiten en un lugar y se forman en otro, según qué porciones de la superficie pasen por debajo de la Luna y sean atraídas por su fuerza de gravedad).

 

 

 

La Luna no tiene mares ni mareas en el sentido corriente. Sin embargo, la corteza sólida de la luna acusa la fuerte atracción gravitacional de la Tierra, y no hay que olvidar que ésta es 80 veces más grande que la Luna. El abultamiento provocado en la superficie lunar es mucho mayor que el de la superficie terrestre. Por tanto, si la Luna rotase en un periodo de 24 horas, estaría sometida a un rozamiento muchísimo mayor que la Tierra. Además, nuestro satélite tiene una masa mucho menor que la Tierra, su energía total de rotación sería, ya de entrada, periodos de rotación iguales, mucho menor.

Así pues, la Luna, con una reserva inicial de energía muy pequeña, socavada rápidamente por los grandes bultos provocados por la Tierra, tuvo que sufrir una disminución relativamente rápida de su periodo de rotación.  Hace seguramente muchos millones de años debió de decelerarse el punto de que el día lunar se igualó con el mes lunar. De ahí en adelante, la Luna siempre mostraría la misma cara el planeta Tierra.

Esto, a su vez, congela los abultamientos en un aposición fija. Unos de ellos miran hacia la Tierra el centro mismo de la cara lunar que nosotros vemos, mientras que el otro está apuntando en dirección contraria desde el centro mismo de la cara lunar que no podemos ver. Puesto que las dos caras no cambian de posición a medida que la Luna gira alrededor de la Tierra, los bultos no experimentan ningún cambio ni tampoco se produce rozamiento alguno que altere el periodo de rotación del satélite. La luna continuará mostrándonos la misma cara indefinidamente; lo cual, como veis, no es ninguna coincidencia, sino la consecuencia inevitable de la gravitación y del rozamiento.

 

 

 

 

Durante unos ochenta años, por ejemplo, se pensó que Mercurio (el planeta más cercano al Sol y el más afectado por la fuerza gravitatoria solar) ofrecía siempre la misma cara al Sol, por el mismo motivo que la Luna ofrece siempre la misma cara a la Tierra. Pero se ha comprobado que, en el caso de planeta, los efectos del rozamiento producen un periodo estable de rotación de 58 días, que es justamente dos tercios de los 88 días que constituyen el período de revolución de Mercurio alrededor del Sol.

Hay tantas cosas que aprender que el corto tiempo que se nos permite estar aquí es totalmente insuficiente conocer todo lo que nos gustaría. ¿Hay algo más penoso que la ignorancia? Continuemos pues aprendiendo cosas nuevas.

Qué es la entropía en termodinámica? - TermodinámicaLa Vida y el Segundo Principio de la Termodinámica

 

A mayor entropía mayor desorden. En los sistemas cerrados (como el Universo o nosotros mismos, siempre aumenta, el desorden, con el paso del Tiempo, está garantizado.)

En alguna ocasión dejé una reseña de lo que se entiende por entropía y así sabemos que la energía sólo ser convertida en trabajo cuando    dentro del sistema concreto que se esté utilizando, la concentración de energía no es uniforme. La energía tiende entonces a fluir desde el punto de mayor concentración al de menor concentración, hasta establecer la uniformidad. La obtención de trabajo a partir de energía consiste precisamente en aprovechar este flujo.

 

 

 

 

El agua de un río está más alta y tiene más energía gravitatoria en el manantial del que mana en lo alto de la montaña y energía en el llano en la desembocadura, donde fluye suave y tranquila. Por eso fluye el agua río abajo el mar (si no fuese por la lluvia, todas las aguas continentales fluirían montaña abajo el mar y el nivel del océano subiría ligeramente. La energía gravitatoria total permanecería igual, pero estaría distribuida con mayor uniformidad).

 

 

 

Una rueda hidráulica gira gracias al agua que corre ladera abajo: ese agua realizar un trabajo porque crea energía . El agua sobre una superficie horizontal no puede realizar , aunque esté sobre una meseta muy alta y posea una energía gravitatoria excepcional. El factor crucial es la diferencia en la concentración de energía y el flujo hacia la uniformidad.

Y lo mismo reza para cualquier clase de energía. En las máquinas de vapor hay un de calor que convierte el agua en vapor, y otro depósito frío que vuelve a condensar el vapor en agua. El factor decisivo es esta diferencia de temperatura. Trabajando a un mismo y único nivel de temperatura no se puede extraer ningún , por muy alta que sea aquella.

 

 

 

En realidad, la Entropía no debe resultarnos tan extraña como esa imagen de arriba, la Entropía está presente en nuestras vidas cotidianas y por todo el Universo, es algo que nació con el Tiempo al que acompaña y, cuando éste transcurre, aquella deja sentir sus efectos. Nos dice que nada es Eterno, que lo que nace muere, que todo cambia.

El término “entropía” lo introdujo el físico alemán Rudolf J. E. Clausius en 1.849 representar el grado de uniformidad con que está distribuida la energía, sea de la clase que sea. Cuanto más uniforme, mayor la entropía. Cuando la energía está distribuida de manera perfectamente uniforme, la entropía es máxima para el sistema en cuestión. El Tiempo, podríamos decir que es el portador de una compañera que, como él mismo, es inexorable. La entropía lo cambia todo y, en un Sistema cerrado (pongamos el Universo), la entropía siempre crece mientras que la energía es vez menor. Todo se deteriora con el paso del tiempo.

 

 

 

Marzo de 2009, Carolina del Sur, Estados Unidos. Lo que vemos son los desechos de cenizas de carbón en una planta generadora de electricidad. Foto: J. Henry Fair/Cortesía: Galería Gerald Peters.

 

 

Marzo de 2009, Carolina del Sur, Estados Unidos. Lo que vemos son los desechos de cenizas de carbón en una planta generadora de electricidad. Foto: J. Henry Fair/Cortesía: Galería Gerald Peters. De la misma manera, en el Universo, se producen transiciones de fase que desembocan en el deterioro de los objetos que lo pueblan. Nunca será lo mismo una estrella de 1ª generación que una de 3ª y, el material del que están compuestas las últimas serán más complejos y cada vez, tendrán menor posibilidad de convertirse en Nebulosas que sean capaces de crear nuevas estrellas.

Clausius observó que cualquier diferencia de energía dentro de un sistema tiende siempre a igualarse por sí sola. Si colocamos un objeto caliente junto a otro frío, el calor fluye de manera que se transmite del caliente al frío que se igualan las temperaturas de ambos cuerpos. Si tenemos dos depósitos de agua comunicados sí y el nivel de uno de ellos es más alto que el otro, la atracción gravitatoria hará que el primero baje y el segundo suba, hasta que ambos niveles se igualen y la energía gravitatoria quede distribuida uniformemente.

 

 

 

Considerado Sistema Cerrado, la Entropía no deja de aumentar en nuestro Universo a medida que el Tiempo transcurre

 

Clausius afirmó, por tanto, que en la naturaleza era regla general que las diferencias en las concentraciones de energía tendían a igualarse. O dicho de otra manera: que la entropía aumenta con el tiempo. El estudio del flujo de energía puntos de alta concentración a otros de baja concentración se llevó a cabo de modo especialmente complejo en relación con la energía térmica. Por eso, el estudio del flujo de energía y de los intercambios de energía y recibió el de “termodinámica”, que en griego significa “movimiento de calor”.

Con anterioridad se había llegado ya a la conclusión de que la energía no podía ser destruida ni creada. regla es tan fundamental que se la denomina “primer principio de la termodinámica”. Sin embargo, cuando la entropía ataca, la energía quedar congelada e inservible. La idea sugerida por Clausius de que la entropía aumenta con el tiempo es una regla general no básica, y que denomina “segundo principio de la termodinámica.”

Según segundo principio, la entropía aumenta constantemente, lo cual significa que las diferencias en la concentración de energía también van despareciendo. Cuando todas las diferencias en la concentración de energía se han igualado por completo, no se puede extraer más , ni pueden producirse cambios.

¿Está degradándose el universo?

 

 

 

 

Bueno, todos sabemos que el Universo evoluciona y, como todo, con el paso del tiempo cambia. Lo que hoy es, mañana no será. Existe una pequeña ecuación:   S = k log W que, aunque pequeña y sencilla, es la mayor aportación de Boltzmann y una de las ecuaciones más importantes de la Física. El significado de las tres letras que aparecen (aparte la notación el logaritmo es el siguiente: S es la entropía de un Sistema; W el de microestados posibles de sus partículas elementales y k una constante de proporcionalidad que hoy día recibe el de constante de Boltzmann y cuyo valor es k = 1,3805 x 10-23 J(K (si el logaritmo se toma en base natural). En esta breve ecuación se encierra la conexión del micro-mundo y el macro-mundo, y por ella se reconoce a Boltzmann como el padre de la rama de la Física conocida como Mecánica Estadística.

Pero esa, es otra historia.

emilio silvera