Némesis: monstruo estelar

Consideremos este cuento: Hay otro sol en el cielo, un sol oscuro, demoníaco, que no podemos ver. Hace mucho tiempo, mucho antes de que nacieran nuestros abuelos, ese sol demoníaco atacó a nuestro Sol. Los cometas cayeron sobre la Tierra y un invierno terrible se apoderó del mundo. La mayoría de los seres vivos murió. El sol demoníaco nos ha atacado otras veces antes y volverá a atacarnos.

Si un antropólogo de otra generación hubiese escuchado esta historia de un grupo en estudio, la hubiese considerado “primitiva” o “pre-científica”, aunque no queda duda de la fuerza de la idea, que fácilmente —de no haber sido presentada en esta época y por científicos reconocidos— podría estar entre las leyendas más temibles de la humanidad.

Los registros fósiles de la vida terrestre han mostrado que se repiten extinciones masivas a un promedio de entre 26 y 30 millones de años. Según una teoría, esto podría ocurrir a causa del acercamiento cíclico en su órbita de una estrella compañera del Sol.

La teoría fue ideada por Richard A. Muller, físico de la Universidad de California en Berkeley, luego de una conversación circunstancial con un profesor sobre un artículo científico. El artículo de Muller que presentó la teoría de Némesis fue publicado por primera vez en la revista científica Nature (vol 308, pp 715-717, 1984).

                                                                                          Hipótesis de Némesis

Los autores del artículo fueron el propio Muller y otros dos científicos que lo ayudaron en el modelo, Marc Davis, de Princeton, y Piet Hut, del Institute for Advanced Study de Princeton. Existe, además, un libro llamado “Nemesis”, escrito por Richard Muller (Weidenfeld & Nicolson, 1988).

Hubo otro grupo que publicó algo similar en 1985, formado por Daniel P. Whitmire y John J. Matese, de la Universidad de Southern Lousiana. Este grupo incluye la idea de que la estrella compañera podría ser un agujero negro.

La teoría y la estrella fueron bautizadas con el nombre de Némesis, que es la diosa griega de la venganza, aunque más que nada representa a una justicia que devuelve los golpes, algo así como la diosa del “ojo por ojo, diente por diente”. Sin la información científica que la respalda, consideraríamos que es una historia de fantasía. Asimov escribió una novela llamada Némesis (Némesis, Plaza & Janés, 1989), pero no trata exactamente sobre esta estrella. La película que se está produciendo sobre Star Trek, la número 10, se llama Star Trek: Némesis, pero no trata sobre esta estrella, sino sobre un personaje que se enfrenta a Picard.

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Como petición especial de un Centro Escolar de la Sierra, y, con la intención de que los Alumnos hagan un trabajo sobre el tema, me piden que, de nuevo exhiba aquí el trabajo que pusimos hace unos meses para que, a partir de él, los chavales desarrollen el suyo propio.

Como no podía ser de otra manera, aquí lo pongo para que, si sirve de inspiración para ellos, que lo aprovechen y lo superen como, de seguro, pasará.

Plaza del Marqués de Aracena

   Como en Jabugo y otros pueblos de la Sierra de Huelva, el jamón Ibérico es la estrella

En el monte más alto, se yergue, majestuoso el Castillo de Aracena y su Iglesia del siglo XIV

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Habiendo llegado un mensaje a esta pagina de los alumnos de 2º de Física de una Universidad Española, nos piden que hagamos un  comentario que verse sobre el “Vació” y hagamos un poco de historia. Como el principal motivo de esta pagina es el de divulgar la Física y la Astronomía, no tenemos inconveniente alguno en prestar dicha colaboración y, para ello, nos hemos documentado y hacemos este primer comentario (muy breve) y otro posterior de mas amplitud que, esperamos les pueda ser de utilidad a dichos alumnos.

El “vacío” comienza con un concepto filosófico en la Antigua Grecia. La primera noticia corresponde a Demócrito de Abdera (460-400 a. de C.), quien razonando sobre la naturaleza de la materia concluye que esta formada por átomos y vacío, pensamiento que permanece hasta Aristóteles (384 a 322 a. de C.)que, con su concepto de la extensión del cuerpo físico, niega la existencia del vació. El Renacimiento científico con Baliani, Bert y Torricelli, pero en controversia con Galileo, demuestra la existencia del vació como espacio exento de aire. Pascal define el concepto de presión.

Otto von Guericke inventa la bomba de “aire” (bomba de vacío) y es perfeccionada por Boyle y Huygens. Se despierta el interés por la descarga eléctrica y se entra en el siglo XIX con la utilización del mercurio como fluido de bombeo y la invención del manómetro de compresión de McLeod, descubrimiento de los rayos catódicos, los rayos X y el electrón. Queda abierto el camino para el gran desarrollo durante el siglo XX y el advenimiento del ultra alto vació.

Hacer un recorrido serio por la historia del vacío, desde Grecia hasta finales del siglo XIX, nos obligaría a recorrer un largo camino hasta llegar al Renacimiento Científico  del s. XVI y XVII y detallar todos y cada uno de los descubrimientos que se pudieron hacer a lo largo de ese tramo de la Historia.

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El modelo estándar es una poderosa herramienta pero no cumple todas las expectativas; no es un modelo perfecto. En primer lugar, podríamos empezar por criticar que el modelo tiene casi veinte constantes que no se pueden calcular. Desde luego, se han sugerido numerosas ideas para explicar el origen de todos estos parámetros o números inexplicables y sus valores, pero el problema de todas estas teorías es que los argumentos que dan nunca han sido enteramente convincentes. ¿Por qué se iba a preocupar la naturaleza de una fórmula mágica si en ausencia de tal fórmula no hubiera contradicciones? Lo que realmente necesitamos es algún principio fundamental nuevo, tal como el principio de la relatividad, pero no queremos abandonar todos los demás principios que ya conocemos. Ésos, después de todo, han sido enormemente útiles en el descubrimiento del modelo estándar. El mejor lugar para buscar un nuevo principio es precisamente donde se encuentran los puntos débiles de la presente teoría.

Una regla universal en la física de partículas es que para partículas con energías cada vez mayores, los efectos de las colisiones están determinados por estructuras cada vez más pequeñas en el espacio y en el tiempo.

El modelo estándar explica con precisión muchos fenómenos que suceden en la naturaleza. Hasta la fecha, casi todas las pruebas experimentales de las tres fuerzas descritas por el modelo estándar están de acuerdo con sus predicciones. No obstante, este modelo posee inconsistencias teóricas. Una de ellas predice que ciertas partículas no poseen masa, pero experimentos recientes han encontrado que estas sí la poseen. Ejemplo de esto son los neutrinos.

     Ecuación de Dirac Se define la partícula libre como aquella que no está sometida a ninguna fuerza. La ecuación de Dirac, la cual es una formulación relativista de la mecánica cuántica que describe los fermiones fundamentales del modelo estándar.

Los diagramas de Feynman para estudiar las interacciones entre partículas. El tercer capítulo describe la estructura de la interacción débil. Finalmente, el último capítulo estudia del fenómeno mediante el cual los neutrinos se someten a oscilaciones de sus sabores al propagarse largas distancias.

                                                    Ecuaciones del del Modelo Estándar

El modelo estándar es una construcción matemática que predice sin ambigüedad cómo debe ser el mundo de las estructuras aún más pequeñas. Pero existen varias razones para sospechar que sus predicciones pueden, finalmente (cuando podamos emplear más energía en un nivel más alto), resultar equivocadas.

Vistas a través del microscopio, las constantes de la naturaleza parecen estar cuidadosamente ajustadas sin ninguna otra razón aparente que hacer que las partículas parezcan lo que son. Hay algo muy erróneo aquí. Desde un punto de vista matemático no hay nada que objetar, pero la credibilidad del modelo estándar se desploma cuando se mira a escalas de tiempo y longitud extremadamente pequeñas, o lo que es lo mismo, si calculamos lo que pasaría cuando las partículas colisionan con energías extremadamente altas. ¿Y por qué debería ser el modelo válido hasta aquí? Podrían existir muchas clases de partículas súper pesadas que no han nacido porque se necesitan energías aún inalcanzables. ¿Dónde está la partícula de Higgs? ¿Cómo se esconde de nosotros el gravitón?

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