Podríamos tenerlos delante y no saber que son seres vivos

O, por el contrario ser muy parecidos a nosotros

[?]

     

 Ahora creemos saber de qué está hecha la materia y, aunque sabemos que los átomos están constituidos de otros objetos más pequeños aún, decimos que está formada por ellos que se juntan para formar moléculas, células y cuerpos que pueden encontrarse en distintos estados según el medio y, los tres estados más conocidos: Líquido, sólido y gaseoso no son los más abundante en el Universo, la materia que está presente en mayor grado es en estado de Plasma, el que conforma las estrellas.

La pregunta que aún nos seguimos haciendo. No sabemos que puede haber más allá de los Quarks

En primaria, nos decían que estaba en tres estados. Se profundizaba poco más y, el desconocimiento de la materia era grande. Ahora con los grandes telescopios y aceleradores de partículas, estamos más cerca de saber

Tiene y encierra tantos misterios la materia que estamos aún y 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 que son debidos.  Si, sabemos ponerles etiquetas como, por ejemplo, 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 transuránicos.

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 ruptura, sobrepasando a la emisión de partículas alfa.

Maravillas como el proceso triple Alfa nos hace pensar que la materia está viva. La radiación ha sido muy bien estudiada y hoy se conocen sus secretos. Sin embargo,  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 antineutrón), y, por lo tanto, han sido denominados leptones (de la voz griega lepto que significa “delgado”).

             El electrón es onda y partícula

Aunque el electrón fue descubierto en 1.897 por el físico británico Josepth John Thomson (1856-1940), el problema de su estructura, si la hay, no está resuelto.  Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9,1093897 (54)x10^-31kg la primera y, 1,602 177 33 (49)x10^-19 culombios, la segunda, y también su radio clásico. No se ha descubierto aún ninguna partícula que sea menos masiva que el electrón (o positrón) y que lleve  una carga eléctrica, sea lo que fuese (sabemos como actúa y cómo medir sus propiedades, pero aun no sabemos qué es), tenga asociada un mínimo de masa, y que esta es la que se muestra en el electrón.

                     Josepth John Thomson

Lo cierto es que, el electrón, es una maravilla en sí mismo.  El Universo no sería como lo conocemos si el electrón (esa cosita “insignificante”), fuese distinto a como es, bastaría un cambio infinitesimal para que, por ejemplo, nosotros no pudiéramos estar aquí ahora.

(“Aunque no se trata propiamente de la imagen real de un electrón, un equipo de siete científicos suecos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Lund consiguieron captar en vídeo por primera vez el movimiento o la distribución energética de un electrón sobre una onda de luz, tras ser desprendido previamente del átomo correspondiente.

Previamente dos físicos de la Universidad Brown habían mostrado películas de electrones que se movían a través de helio líquido en el International Symposium on Quantum Fluids and Solids del 2006. Dichas imágenes, que mostraban puntos de luz que bajaban por la pantalla fueron publicadas en línea el 31 de mayo de 2007, en el Journal of Low Temperature Physics.

En el experimento que ahora nos ocupa y dada la altísima velocidad de los electrones el equipo de investigadores ha tenido que usar una nueva tecnología que genera pulsos cortos de láser de luz intensa (“Attoseconds Pulses”), habida cuenta que un attosegundo equivalente a la trillonésima parte de un segundo”.)

                                                  Todo está hecho de Quarks y Leptones

¡No por pequeño, se es insignificante! Recordémoslo, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas. Las inmensas galaxias son el conjunto de muchos pequeños átomos unidos para formar moléculas que a su vez se juntan y forman cuerpos. Los océanos de la Tierra, las montañas de Marte, los lagos de metano de Titán, los hielos de Europa… ¡Todo está hecho de materia bariónica! Es decir, son pequeños Quarks y Leptones que conforman los átomos de lo que todo está hecho en nuestro Universo. Bueno, al menos todo lo que podemos ver.

El núcleo atómico posee el 99,99% de la masa del átomo, está formado por los nucleones (protones y neutrones), que, a su vez, están hechos por tripletes de Quarks dentro de ellos confinados por la fuerza nuclear fuerte que está intermediada por los Bosones llamados Gluones.

Un “simple” átomo está conformado de una manera muy compleja. Por ejemplo, un protón está hecho de tres quarks: 2 up y 1 down. Mientras tanto, un neutrón está constituido de 2 quarks down y 1 quark up. Los protones y neutrones son hadrones de la rama barión, es decir, que emiten radiación. También son fermiones y, debido a su función en el átomo, se les suele llamar nucleones. Dichos quarks existen confinados dentro de los protones y neutrones inmersos en una especie de pegamento gelatinoso formado por unas partículas de la familia de los Bosones que se llaman Gluones y son los transmisores de la Fuerza nuclear fuerte. Es decir, si los quarks se quieren separar son atrapados por esa fuerza que los retiene allí confinados.

Estudiar el “universo” de las partículas subatómicas es fascinante y se pueden llegar a entender las maravillas que nos muestra la mecánica cuántica, ese extraño mundo que nada tiene que ver con el nuestro cotidiano situado en el macro-mundo. En realidad, existen partículas que no tienen en absoluto asociada en ellas ninguna masa (es decir, ninguna masa en reposo).  Por ejemplo, las ondas de luz y otras formas de radiación electromagnéticas se comportan como partículas (Einstein en su efecto fotoeléctrico y De Broglie en la difracción de electrones.)

El principio de dualidad fue expuesto hacia 1924 en la tesis doctoral del francés Louis Víctor de Broglie, donde proponía la existencia de ondas de materia con la afirmación de que cada onda poseía materia en ella.

Con el aval de Albert Einstein a este principio de dualidad, de Broglie recibió en 1929 el Nobel de Física.

Dualidad onda-partícula (o el electrón como onda en el espacio de momentos) | Francis (th)E mule Science’s News

Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en el cual se puede ver cómo un mismo fenómeno puede tener dos percepciones distintas. 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”. Recientemente he podido leer que unos científicos han logrado (de alguna manera) “congelar” la luz y hacerla sólida. Cuando recabe más información os lo contaré con todo detalle. El fotón, el cuanto de luz, es en sí mismo una maravilla.

    Molécula de fotones, antes nunca visto

Logran controlar la actividad neuronal de fotones

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 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 termino se reserva para la familia formada por el electrón, el muón y la partícula Tau con sus correspondientes neutrinos: V_e, V_u y V_T.

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 gravitacionales.  Esas ondas pueden así mismo poseer aspecto de partícula, por lo que toda partícula gravitacional recibe el nombre de gravitón.

“La cantidad de distorsión provocada por la atmósfera se cuantifica mediante la escala Pickering. Podemos ver una simulación de esta escala completa sobre una estrella en la web de Damian Peach, aquí.”

La fuerza 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.

El gravitón parece estar riéndose de todos y no se deja ver. El gravitón es la partícula elemental responsable de la fuerza de la gravedad. Todavía no ha sido descubierto experimentalmente. Teóricamente debería tener masa en reposo nula. ¿Qué límites para la masa del gravitón ofrece el fondo cósmico de microondas? El gravitón es la partícula elemental responsable de la “versión” cuántica de gravedad. No ha sido descubierto aún, aunque pocos dudan de su existencia. ¿Qué propiedades tiene? Debe ser un bosón de espín 2 y como la gravedad parece ser una fuerza de largo alcance, debe tener masa en reposo muy pequeña (billones de veces más pequeña que la del electrón), posiblemente es exactamente cero (igual que parecer ser la del fotón).

Wired by Weber – The story of the first searcher and searches for gravitational waves

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 llegare a captar la cienmillonésima parte de un centímetro.

  Para detectar ondas gravitacionales necesitamos instrumentos extremadamente precisos que puedan medir distancias en escalas diminutas. Una onda gravitacional afecta longitudes en escalas de una millonésima de billonésima de metro, así que ¡necesitamos un instrumento que sea lo suficientemente sensible para “ver” a esas escalas!

El interferómetro funciona enviando un haz de luz que se separa en dos haces; éstos se envían en direcciones diferentes a unos espejos donde se reflejan de regreso, entonces los haces al combinarse presentarán interferencia.

Las débiles ondas de los gravitones, que producen 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 gravitatorias.  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 duplicaran el hallazgo de Weber.

De todas formas, no creo que, a estas alturas, nadie 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 de 2.  Como el fotón, no tiene antipartícula, ellos mismos hacen las dos versiones.

Tenemos que volver a los que posiblemente son los objetos más misteriosos de nuestro Universo: Los agujeros negros.  Si estos objetos son lo que se dice (no parece que se pueda objetar nada en contrario), seguramente serán ellos los que, finalmente, nos faciliten las respuestas sobre las ondas gravitacionales y el esquivo gravitón.

Este es Sagitario A*, una fuente de radiación altamente variable que cambia constantemente. Los científicos han estado usando algoritmos durante años para reconstruir su evolución en el tiempo como si fuera una «película», pero ahora lo han logrado y renderizado sus imágenes fijas.

Imagen de un agujero negro en el núcleo de una galaxia arrasando otra próxima- NASA

La onda gravitacional emitida por el agujero negro produce una ondulación en la curvatura del espacio-temporal que viaja a la velocidad de la luz transportada por los gravitones. Algunos proyectos como LIGO, están a la caza de esas ondas gravitatotias y, los expertos dicen que, cuando podamos leer sus mensajes, se presentará ante nosotros todo un nuevo universo que aíun no conocemos. Ahora, todo lo que captamos, las galaxias y estrellas lejanas, son gracias a la luz que viaja desde miles de millones de años luz hasta nosotros, los telescopios la captan y nos muestran esas imágenes de objetos lejanos pero, ¿qué veremos cuando sepamos captar esas ondas gravitatorias que viajan por el Espacio a la velocidad de la luz como los fotones y, son el resultado del choque de galaxias, de agujeros negros y de estrellas de neutrones?

Hay aspectos de la física que me dejan totalmente sin habla, me obligan a pensar y me transporta de este mundo material nuestro a otro fascinante donde residen las maravillas del Universo.  Hay magnitudes asociadas con las leyes de la gravedad cuántica. La longitud de Planck-Wheeler, es la escala de longitud por debajo de la cual el espacio tal como lo conocemos deja de existir y se convierte en espuma cuántica.  El tiempo de Planck-Wheeler (1/c veces la longitud de Planck-Wheeler o aproximadamente 10^-43 segundos), es el intervalo de tiempo más corto que puede existir; si dos sucesos están separados por menos que esto, no se puede decir cuál sucede antes y cuál después. El área de Planck-Wheeler (el cuadrado de la longitud de Planck-Wheeler, es decir, 2,61×10^-66cm²) juega un papel clave en la entropía de un agujero negro.

Me llama poderosamente la atención lo que conocemos como las fluctuaciones de vacío, esas oscilaciones aleatorias, impredecibles e in-eliminables de un campo (electromagnético o gravitatorio), que son debidas a un tira y afloja en el que pequeñas regiones del espacio toman prestada momentáneamente energía de regiones adyacentes y luego la devuelven. Hace un par de días que hablamos de ello.

Ordinariamente, definimos el vacío como el espacio en el que hay una baja presión de un gas, es decir, relativamente pocos átomos o moléculas.  En ese sentido, un vacío perfecto no contendría ningún átomo o molécula, pero no se puede obtener, ya que todos los materiales que rodean ese espacio tienen una presión de vapor finita.  En un bajo vacío, la presión se reduce hasta 10^-2 pascales, mientras que un alto vacío tiene una presión de 10^-2-10^-7 pascales.  Por debajo de 10^-7 pascales se conoce como un vacío ultraalto.

El primer gran vacío en ser detectado fue el de Boötes en 1.981; tiene un radio de unos 180 millones de años luz y su centro se encuentra a aproximadamente 500 millones de años luz de la Vía Láctea. La existencia de grandes vacíos no sorprende a la comunidad de astrónomos y cosmólogos, dada la existencia de cúmulos de galaxias y supercúmulos a escalas muy grandes. Claro que, según creo yo personalmente, ese vacío, finalmente, resultará que está demasiado lleno, hasta el punto de que su contenido nos manda mensajes que, aunque lo hemos captado, no lo sabemos descifrar.

El vacío theta es el punto de partida para comprender el estado de vacío de las teoría gauge fuertemente interaccionantes, como la cromodinámica cuántica.

No puedo dejar de referirme al vacio theta (vació θ) que, es el estado de vacío de un campo gauge no abeliano (en ausencia de campos fermiónicos y campos de Higgs). En el vacío theta hay un número infinito de estados degenerados con efecto túnel entre estos estados.  Esto significa que el vacío theta es análogo a una fundón de Bloch en un cristal.

Se puede derivar tanto como un resultado general o bien usando técnicas de instantón.  Cuando hay un fermión sin masa, el efecto túnel entre estados queda completamente suprimido. Cuando hay campos fermiónicos con masa pequeña, el efecto túnel es mucho menor que para campos gauge puros, pero no está completamente suprimido.

emilio silvera

[?]

Hugo de Módena, cardenal italiano, fue el primero que se conoce retratado llevando gafas allá por el año 1352. En aquellos primeros balbuceos de tan práctico instrumento, cualquier intento de encontrar lentes que para fines que necesitasen imágenes nítidas en toda la lente estaba condenado al fracaso. Pero los pulidores de lentes mejoraron gradualmente sus técnicas, y hacia la mitad del siglo XVI, los fabricantes de lentes alemanes estaban tallando y pudiendo sus lentes más cuidadosamente en ambos lados. Rolf Willach, un moderno ingeniero óptico con un gran interés en los instrumentos ópticos primitivos, ha estado midiendo lentes antiguas durante 20 años, probando la calidad de anteojos tan antiguos como el siglo 14 y lentes de telescopios de comienzos del siglo XVII mediante el sencillo test de Ronchi. Willach mostró que ya en 1540, unos 80 años antes de Galileo, algunas lentes eran lo suficientemente buenas como para producir formas reconocibles cuando se combinaban con modernos oculares cóncavos.

Hacia 1400, las gafas o anteojos eran algo común en Europa. Ayudaban a viejos lectores a enfocar letras pequeñas y acercaban las cosas lejanas a los miopes. Para todos estos usos la calidad de las lentes no tenía que ser alta. A los discos de cristal se les daba una forma aproximadamente esférica (tanto cóncava como convexa) de un lado, y plana y pulida en el otro. Éstas lentes formaban una figura esférica que no importaba mucho, puesto que nuestra visión directa utilizada únicamente una pequeña parte de las lentes: que no es mayor que la pupila de un ojo. Por lo que si una par de lentes toscas nos da una visión borrosa, podemos desplazar las gafas en nuestra cara poco para encontrar un punto dónde la imagen sea nítida.

En 1.623, Galileo escribió:

“Estamos seguros de que el inventor del telescopio fue un sencillo fabricante de anteojos que, manipulando por casualidad lentes de formas diferentes, miró, también casualmente, a través de dos de ellas, una convexa y la otra cóncava, situadas a distancias diversas del ojo; vio y se percató del inesperado resultado y descubrió así el instrumento.”

 

   Sencillos Talleres en los que se hacía de todo

Y, no sería de extrañar que dicha afortunada casualidad se diera en varios talleres y lugares a la vez. El relato más verosímil sitúa el episodio crucial en el taller de un humilde fabricante de anteojos holandés llamado Hans Lippershey, de Mildelburg, alrededor del año 1.600. Se cuenta que en el taller entraron dos niños con sus juegos y cogieron lentes que juntaban y miraban por ellas hacia la veleta del pueblo, y, con sorpresa vieron que aquella torre con su veleta, se les venía encima. Se lo dijeron al Lippershey que también miró y así, de esa forma casual, nació la idea de lo que más tarde fue el telescopio.

Aunque inculto, se dio cuenta de que aquello podría tener su importancia y, el 2 de octubre de 1.608, en los Estados generales, Institución del Gobierno de los Países Bajos, se recibió una petición formal del registro del invento de un objeto que permitía ver en la distancia como si las cosas estuvieran cercanas.

Telescopio de Galileo. El óptico holandés Hans Lippershey fue probablemente el que construyó el primer telescopio en la primera década del siglo XVII. Galileo fue uno de los que lo utilizaron para observar los cielos. El telescopio que construyó galileo en 1609 era un telescopio de refracción, con lente convexa delante y una lente ocular cóncava. Con él descubrió las fases de Venus, lo que indicaba que este planeta gira alrededor del Sol. También descubrió cuatro lunas girando alrededor de Júpiter. En la imagen, dos telescopios de Galileo conservados en el Museo de Historia de la Ciencia de Florencia.

La época era la adecuada para que apareciera un instrumento así, ya que, como aparato militar para vigilar al enemigo, no tendría precio y, se daba la circunstancia de que los Países Bajos luchaban por su Independencia contra los ejércitos del rey Felipe II.

Pero, Lippershey tuvo la mala suerte de que en aquel mismo momento otros neerlandeses reclamaban también el honor y los beneficios de ser los inventores del telescopio y, a partir de aquí, la batalla por conseguir la primacía no es la meta de esta historia que os quiero contar aquí.

La gente, como ocurre casi siempre, era prudente por lo general y, cualquier cosa que se saliera de lo que les dictaba su sentido común, en un primer momento era siempre rechazada de plano. ¡Un aparato que anulaba la evidencia que el ojo les daba de primera mano! No fue nada fácil convencer a los “filósofos naturales” de que miraran a través de aquel dichoso instrumento. Tenían muchísimas razones de índole intelectual para desconfiar de lo que no veían a simple vista.

El eminente aristotélico Cesare Cremonini se negó a perder el tiempo mirando por el artefacto de Galileo sólo para ver “…lo que nadie más que Galileo ha visto…y, además, mirar por esos anteojos me produce dolor de cabeza”. Otro colega hostíl declaraba: “Galileo Galilei, matemático de Papua, llegó a Bolonia con su telescopio, mediante el cual veía cuatro falsos planetas. El 24 y el 25 de abril no dormí ni de día ni de noche y probé el instrumento de Galileo de mil formas diferentes. Abajo, funciona de maravilla; en el cielo es engañoso, pues algunas estrellas fijas se ven dobles. Tengo como testigos a los más excelentes hombres y nobles doctores…y todos han admitido que el instrumento es engañoso. Galileo se quedó sin habla y el 26 se marchó entristecido.”

Al principio, el famoso padre Clavius, profesor de matemáticas en el Collegio Romano, burlándose de los cuatro supuestos satélites de Júpiter que había visto Galileo, dijo que él también podía enseñarlos si le daban tiempo para “meterlos primero en unas lentes”.

El propio Galileo miraba un objeto por su telescopio y luego se acercaba a él para comprobar que no se engañaba. El 24 de mayo de 1.610, declaró que había probado el telescopio “cien mil veces en cien mil astros y otros objetos”. Un año después seguía probando. “Más de dos años llevo probando mi instrumento (o más bien docenas de instrumentos que he ido mejorando) en cientos y miles de experimentos con miles y miles de objetos, cercanos y lejanos, grandes y pequeños, luminosos y oscuros; por tanto no sé cómo le puede caber a nadie en la cabeza que, ingenuamente, me haya engañado en mis observaciones.”

Galileo era uno de los primeros cruzados de las paradojas de la ciencia contra la tiranía del sentido común. El descubrimiento de la Naturaleza, de los modos de los planetas exigió ante todo la conquista del sentido común. La ciencia no avanzaría dando cuenta de la experiencia cotidiana, sino aferrándose a la paradoja, aventurándose en lo desconocido. Instrumentos nuevos como los telescopios ofrecían perspectivas nuevas muy perturbadoras en las comunidades del conocimiento.

El gran mensaje del telescopio era que existían infinidad de objetos que no podían ser examinados en persona o ser vistos por el ojo humano desnudo y desprovisto de aquella ayuda nueva que suplía las carencias mismas de la vista para poder “ver” lo que había en esas grandes distancias del cielo.

Todo aquello preocupó mucho a la gente mucho antes de que se convencieran al fin, plenamente, de que sólo se trataba de un invento artificial que el hombre había ideado para conseguir ver lo que de otra manera le sería imposible.

En 1.611, John Donne (1572?-1631), poeta inglés, observó que las ideas copernicanas, que “puede que sean ciertas”, se estaban “introduciendo furtivamente en la mente de los hombres”, y expresó así la moderna desazón:

Y la nueva filosofía lo pone todo en duda,
El elemento del fuego se ha apagado;
El sol se ha perdido, y la tierra, y el juicio de los hombres
Ya no puede guiarlos en su búsqueda.
Y confiesan libremente que el mundo ya no es lo que era,
Cuando en los planetas, y en el firmamento
Ellos buscan tanta novedad, y luego ven que esto
Se desmenuza otra vez en sus átomos.
Todo está en pedazos, toda coherencia ha desaparecido;
Todo es simple suministro, y es todo relación…
Y en estas constelaciones se alzan entonces
Nuevas estrellas, y las antiguas desaparecen ante nuestros ojos.

 

                           Linz la ciudad austríaca de Kepler a orillas del Danubio

En 1.919, durante el viaje que Donne hizo por el continente europeo, se tomó la molestia de ir a ver a Kepler a la remota población austriaca de Linz. También John Milton (1608-1674) se sentía desconcertado ante la nueva cosmología y no veía con claridad lo que aquello podía implicar. Cuando acababa de cumplir los treinta años fue a ver a Galileo, que había perdido la vista, a Arcetri, cerca de Florencia donde el astrónomo estaba confinado por orden papal.

En Areopagitica (1644), publicada dos años después de la muerte de Galileo, Milton lo describe como una victima heroica. “Esto fue lo que apagó la gloria de los genios italianos…durante muchos años no se había escrito allí más que lisonjas y culteranismo y allí encontré y visité al famoso Galileo, envejecido, prisionero de la Inquisición por pensar sobre Astronomía de modo distinto al de los franciscanos y dominicos.” No obstante, dos años después cuando Milton publicó El paraíso perdido, para “justificar la manera de actuar de Dios con los hombres, él mismo siguió de cerca la cosmología ptolemaica-cristiana tradicional. ¡La cobardía de algunos hombres!

Galileo Galilei (1564-1642) y el telescopio coincidieron por una serie de casualidades, que no tenía nada que ver con el deseo de nadie de revisar el Cosmos ptolemaico de fomentar el progreso de la Astronomía, ni de estudiar la forma del Universo. Los motivos inmediatos residían en las ambiciones militares de la República de Venecia y en el espíritu experimental inspirado por sus empresas comerciales.

Hans Lippershey tiene una lente delante de otra para magnificar un objeto distante. Al montar dos lentes en un tubo de madera, Lippershey creó el primer telescopio, influído por el juego de unos niños que descubrieron por casualidad lo que unos cristales colocados adecuadamente podía hacer.

Un mes después de que Lippershey presentara su solicitud al príncipe Mauricio, las noticias referentes al telescopio ya habían llegado a Venecia. El primero en enterarse del descubrimiento fue Paolo Sarpi (1552-1623), polifacético fraile que sentía una gran pasión por la ciencia. Como teólogo gubernamental del Senado veneciano y principal consejero en la disputa que mantenía con el papado, se esperaba que estuviera informado sobre los acontecimientos que tenían lugar en el extranjero.

Era amigo del ingenioso fabricante de instrumentos Galileo, cuya creación de un nuevo aparato de calcular acababa de defender contra las reclamaciones de un malicioso plagiario milanés. En esa época, Galileo había ocupado ya durante quince años el puesto de profesor de matemáticas en la universidad de la cercana Papua, puesto que le había sido concedido por el Senado veneciano. Galileo había realizado frecuentes viajes a los talleres del arsenal veneciano y él mismo dirigía un pequeño taller en Papua, donde fabricaba instrumentos de agrimensura, brújulas y otros aparatos matemáticos como él los llamaba. Así, con los ingresos que obtenía en el taller, complementaba sus escasos honorarios como profesor, y podía contribuir a engrosar la dote de su hermana y a mantener a sus hermanos y a su anciana madre. En ésta época Galileo tenía ya fama de buen fabricante de instrumentos.

Cuando llegó a Venecia un extranjero que pretendía vender un telescopio al Senado, el asunto le fue transferido a Sarpi, el amigo de Galileo que, si bien estaba convencido de que el telescopio le sería útil a una potencia marítima en alza, en aquel momento sólo pensó en su amigo Galileo y en que podría fabricar uno de aquellos artilugios, incluso de mejorarlos. Así que, muy ladinamente, aconsejó al Senado que no comprara el aparato ofrecido por aquel extranjero.

Pronto quedaría justificada la confianza de Sarpi en Galileo. En julio de 1.609, el propio Galileo, que casualmente se encontraba en Venecia, había oído rumores de la existencia de tal instrumento, el telescopio, y al mismo tiempo había oído que un extranjero había llegado a Papua con uno de ellos. Inmediatamente salió para Papua con la intención de satisfacer su curiosidad, pero cuando llegó allí, el misterioso viajante se había marchado a Venecia.

Hombre de gran ingenio, se enteró de cómo se había hecho aquel aparato y de inmediato, se puso a fabricar uno. Antes de que finalizara el mes de agosto, Galileo regresó a Venecia, donde sorprendió al Senado y complació a Sarpi con un telescopio de nueve aumentos, tres veces más potente que el que ofrecía el extranjero. Galileo continuó mejorando el instrumento; a fines de 1609 había fabricado un telescopio de treinta aumentos. Éste era el límite del diseño utilizado entonces -un objetivo plano-convexo y un ocular plano-cóncavo- y pasó a ser conocido como el telescopio de Galileo.

En un grandioso gesto, y en lugar de tratar de vender el aparato, Galileo se lo regaló al Senado veneciano en una ceremonia celebrada el 25 de agosto de 1609. A cambio, el Senado le ofreció a Galileo un contrato vitalicio de su cargo de profesor, que expiraba al año siguiente, y un aumento de su salario anual de 520 a 1.000 florines. Este trato de favor y privilegio despertó el resentimiento y la envidia de sus colegas, que se dedicarían a importunarlo durante el resto de su vida. Objetaban que habían sido otros los inventores del telescopio, Galileo lo máximo que merecía era un buen precio por el aparato por él construido.

Galileo no se detuvo allí y, a principios de enero de 1610 hizo lo que ahora nos parece lo más lógico, apuntó el telescopio hacia el cielo. En ese momento, comenzó, sin él mismo saberlo, una de las aventuras más grandes que la Humanidad pudiera emprender, y, la verdad es que, en la primera década del siglo XXI, aquella aventura aún continúa.

He querido contar aquí los detalles menos conocidos del telescopio de Galileo del que todo el mundo habla en este Año Internacional de la Astronomía pero, del que en realidad, todos saben muy poco.

La historia completa sería muy larga de contar y, además, los detalles de sus descubrimientos son muy conocidos y se han relatado en muchas ocasiones así que, os he contado la parte de la historia que, siendo menos llamativa es, por ello, también menos conocida.

Lo que Galileo vio por primera vez cuando apuntó con su telescopio al cielo, le sorprendió tanto que, de inmediato, publicó una descripción de su visión. En marzo de 1610, Sidereus Nuncios (El mensajero de las estrellas”). Un folleto de veinticuatro páginas que asombró al mundo.

Claro que, en aquella época, estaba presente la Iglesia y, hablarle de otros mundos y de que la Tierra se movía alrededor del Sol, era muy arriesgado (Giardano Bruno murió en la Hoguera por expresar sus pensamientos) y, Galileo, se vio sometido a un juicio del que salió ileso por chiripa y fue condenado a vivir recluido el resto de sus días

                 Galileo ante el Santo Oficio, por Joseph-Nicolas Robert-Fleury

Galileo en el Juicio al que fue sometido por la Iglesia, lo pasó muy mal, y, sólo el hecho de que no discutiera y de manera humillante se plegara, le salvó la vida y le llevó al confinamiento domiciliario hasta el resto de sus días.

Gran parte de esta Historia está recopilada de la Colección “Los Descubridores”

Publica: emilio silvera

[?]

https://www.youtube.com/watch?v=MKhVgZLuEnA

Una historia que nos lleva a poder contemplar los confines del Universo y sus más asombrosos objetos.

Al menos de momento, es la única manera que tenemos de saber lo que hay ahí fuera.

[?]

En el ranking de los científicos más importantes del mundo, elaborado en función del impacto de los artículos publicados por cada cual en las revistas científicas, los trabajos realizados y los libros, etc, que es un buen indicador de la carrera de cada uno, no parece haber ninguna duda en que Ed Witten, el físico-matemático estadounidense, tiene el número uno de esa lista, y muy destacado sobre el segundo.

Aunque es Físico Teórico, en 1.990, la Unión Internacional de Matemáticos le concedió la Medalla Field, algo así como el primeo Nobel en matemáticas que no concede la Academia Sueca. Es la figura más destacada en el campo de las supercuerdas, un complicado entramado teórico que supera el gran contrasentido de que las dos vertientes más avanzadas de la física, la teoría relativista de la gravitación y la mecánica cuántica, sean incompatibles pese a que cada una por separado estén más que demostradas.

Ningún físico se siente cómodo con este divorcio recalcitrante, aunque no todos tienen la misma confianza en esta concepción de las supercuerdas, en que las partículas elementales (electrones, quarks, etc) son modos de vibración de cuerdas de tamaño inimaginablemente pequeño (10^-33 cm) que existen en universos con 11 dimensiones en lugar de las cuatro cotidianas, tres de espacio y una de tiempo de la teoría de A. Einstein.

Una breve reseña

Las supercuerdas están en ebullición desde que hace unos veinte años Witten dio un fuerte tirón a toda la cuestión al sintetizar brillantemente ideas que estabas en el ambiente y que nadie había sido capaz de formular a plena satisfacción de todos, ya que, esta especialidad de supercuerdas y de las 11 dimensiones exige un nivel y una profundidad matemática que sólo está al alcance de unos pocos. Este trabajo de Witten desembocó en lo que hasta ahora todos denominan teoría M (Witten, como ya he comentado antes, se refería en su exposición de la nueva teoría – o mejor, nuevo planteamiento – a magia, misterio y matriz).

La teoría de supercuerdas tiene tantas sorpresas fantásticas que cualquiera que investigue en el tema reconoce que está llena de magia. Es algo que funciona con tanta belleza… Cuando cosas que no encajan juntas e incluso se repelen, si se acerca la una a la otra alguien es capaz de formular un camino mediante el cual, no sólo no se rechazan, sino que encajan a la perfección dentro de ese sistema, como ocurre ahora con la teoría M que acoge con naturalidad la teoría de la relatividad general y la teoría mecánico-cuántica; ahí, cuando eso se produce, está presente la belleza.

Lo que hace que la teoría de supercuerdas sea tan interesante es que el marco estándar mediante el cual conocemos la mayor parte de la física es la teoría cuántica y resulta que ella hace imposible la gravedad. La relatividad general de Einstein, que es el modelo de la gravedad, no funciona con la teoría cuántica. Sin embargo, las supercuerdas modifican la teoría cuántica estándar de tal manera que la gravedad no sólo se convierte en posible, sino que forma parte natural del sistema; es inevitable para que éste sea completo.

El modelo que tenemos de la física de partículas se llama Modelo Estándar y, nos habla de las interacciones entre partículas y las fuerzas o interrelaciones que están presentes, las leyes que rigen el Universo físico y que, no hemos podido completar al no poder incluir una de las fuerzas: La Gravedad. Claro que, no es esa la única carencia del Modelo, tiene algunas más y, a estas alturas, se va necesitando un nuevo Modelo, más completo y audaz, que incluya a todas las fuerzas y que no tenga parámetros aleatorios allí donde nuestros conocimientos no llegan.

Un sistema como el Modelo Estándar, que acoge todas las fuerzas de la naturaleza, dejando aparte la fuerza gravitatoria, no refleja la realidad de la naturaleza, está incompleto. Hace muchos años que la física persigue ese modelo, la llaman Teoría de Todo y debe explicar todas las fuerzas que interaccionan con las partículas subatómicas que conforman la materia y, en definitiva, el universo, su comienzo y su final, el hiperespacio y los universos paralelos. Esa es la teoría de supercuerdas.

Hace tiempo que los físicos tratan de mejorar el Modelo Estándar con otras teorías más avanzadas y modernas que puedan explicar la materia y el espacio-tiempo con mayor amplitud y, sobre todo, incluyendo la gravedad. Así que retomando la teoría de Kaluza de la quinta dimensión, se propuso la teoría de super-gravedad en 1.976 por los físicos Daniel Freedman, Sergio Ferrara y Peter van Nieuwenhuizen, de la Universidad del Estado de Nueva York en Stoney Brook que desarrollaron esta nueva teoría en un espacio de once dimensiones.

¿Por qué es tan importante encajar la gravedad y la teoría cuántica? Porque no podemos admitir una teoría que explique las fuerzas de la naturaleza y deje fuera a una de esas fuerzas. Así ocurre con el Modelo Estándar que deja aparte y no incluye a la fuerza gravitatoria que está ahí, en la Naturaleza.

La teoría de supercuerdas se perfila como la teoría que tiene implicaciones si tratamos con las cosas muy pequeñas, en el microcosmos; toda la teoría de partículas elementales cambia con las supercuerdas que penetra mucho más; llega mucho más allá de lo que ahora es posible.

Hasta hoy, no se ha logrado, ni mucho menos, inventar una teoría de campo consistente totalmente unificadora que incluya la gravedad. Se han dado grandes pasos, pero las brechas «científico-unificantes» siguen siendo amplias. El punto de partida ha sido siempre la teoría de la relatividad general y conceptos con ella relacionados, por la excelencia que manifiesta esa teoría para explicar la física gravitatoria macro-cósmica. El problema que se presenta surge de la necesidad de modificar esta teoría sin perder por ello las predicciones ya probadas de la gravedad a gran escala y resolver al mismo tiempo los problemas de la gravedad cuántica en distancias cortas y de la unificación de la gravedad con las otras fuerzas de la naturaleza.

      Sí, hay que mantener una mente abierta… a lo que pueda llegar

Más allá de lo que nos permiten captar nuestros sentidos físicos, hay que tener nuestra mente abierta a la posibilidad de que puedan existir otras realidades diferentes a lo que nos dicta nuestra experiencia, realidades capaces de ser descubiertas por la fuerza del intelecto cuando nos atrevemos a cuestionar aquello que creíamos como absoluto.

En cuanto a nuestra comprensión del universo a gran escala (galaxias, el Big Bang…), creo que afectará a nuestra idea presente, al esquema que hoy rige y, como la nueva teoría, el horizonte se ampliará enormemente; el cosmos se presentará ante nosotros como un todo, con un comienzo muy bien definido y un final muy bien determinado.

Para cuando eso llegue, sabremos lo que es, como se genera y dónde están situadas la esquiva materia oscura y energía invisible que sabemos que están ahí, pero no sabemos explicar ni el qué ni el por qué.

La Humanidad, aún en proceso de humanización, para su evolución necesita otro salto cuantitativo y cualitativo del conocimiento que les permita avanzar notablemente hacia el futuro. Ese avance está supeditado a que la teoría M, la versión más avanzada de supercuerdas, se haga realidad.

Todos los avances de la Humanidad han estado siempre cogidos de la mano de las matemáticas y de la física. Gracias a estas dos disciplinas del saber podemos vivir cómodamente en ciudades iluminadas en confortables viviendas. Sin Einstein, pongamos por ejemplo, no tendríamos láseres o máseres, pantallas de ordenadores y de TV, y estaríamos en la ignorancia sobre la curvatura del espaciotiempo o sobre la posibilidad de ralentizar el tiempo si viajamos a gran velocidad; también estaríamos en la más completa ignorancia sobre el hecho cierto y demostrado de que masa y energía (E = mc²), son la misma cosa.

En realidad, en el CERN, se trabaja en algo más que en las partículas subatómicas y se buscan nuevas respuestas y remedios para paliar el dolor en el mundo. También, se ha contribuido de manera notable a las comunicaciones y, el mundo es tal como lo conocemos hoy gracias a Ingenios como el LHC que, por desconocimiento de muchos, en su momento, fue tan denostado, cuando gracias a ingenios de esa clase conocemos como funciona la Naturaleza y cómo es el mundo que nos rodea.

Es necesario continuar avanzando en el conocimiento de las cosas para hacer posible que, algún día, dominemos las energías de las estrellas, de los agujeros negros y de las galaxias. Ese dominio será el único camino para que la Humanidad que habita el planeta Tierra, pueda algún día, lejano en el futuro, escapar hacia las estrellas para instalarse en otros mundos lejanos. Ese es nuestro inevitable destino. Llegará ese irremediable suceso que convertirá nuestro Sol en una gigante roja, cuya órbita sobrepasará Mercurio, Venus y posiblemente el planeta Tierra. Pero antes, en el proceso, las temperaturas se incrementarán y los mares y océanos del planeta se reconvertirán en vapor. Toda la vida sobre el planeta será eliminada y para entonces, si queremos sobrevivir y preservar la especie, estaremos ya muy lejos, buscando nuevos mundos habitables en algunos casos, o instalados como colonizadores de otros planetas. Mientras tanto, el Sol habrá explotado en nova y se convertirá en una estrella enana blanca. Sus capas exteriores serán lanzadas al espacio estelar y el resto de la masa del Sol se contraerá sobre sí misma. La fuerza de gravedad reducirá más y más su diámetro, hasta dejarlo en unos pocos kilómetros, como una gran pelota de enorme densidad que poco a poco se enfriará.  Un cadáver estelar.

Un día lejano dentro de unos miles de millones de años, el Sol será una solitaria estrella enana blanca perdida en la inmensidad

Ese es el destino del Sol que ahora hace posible la vida en nuestro planeta, enviándonos su luz y su calor, sin los cuales, no podríamos sobrevivir. Para cuando eso llegue (faltan 4.000 millones de años), la Humanidad tendrá que contar con medios tan avanzados que ahora sólo podríamos imaginar. Las dificultades que habrá que vencer son muchas y, sobre todo, increíblemente difíciles de superar.

Ya hemos dado los primeros pasos y, nuestros ingenios espaciales tecnológicos y robotizados, han realizado para nosotros las tareas que, de momento, nos están vedadas pero, démosle tiempo al tiempo y, sin duda alguna, en ese futuro soñado, estaremos en las estrellas y en esos otros mundos que presentimos hermanos de la Tierra y que podrán acoger a la Humanidad que, dentro de otros cincuenta años, llegará a la cifra de 10.000 millones de seres y, nuestro planeta, no puede con todos. Mientras tanto, estamos creando ciudades del futuro con tecnologías que hasta hace muy poco tiempo nadie podía imaginar.

Algunas Empresas multinacionales están trabajando en programas que van más allá de los avances actuales para revelar las tecnologías e inventos que nos permitirán ver a través de las paredes, viajar en el tiempo y en el espacio y colonizar planetas distantes. La tecnología inteligente que llevará ayudantes robóticos a los hogares, ciudades enteras inmersas en Internet, y sistemas de entretenimiento que harán los sueños realidad en virtual. Sí, virtual hoy pero… ¿Y mañana?

            Naves interestelares que, tan grandes como ciudades surcaran las espacios

¿Cómo podremos evitar las radiaciones gamma y ultravioletas?

¿En qué clase de naves podremos escapar a esos mundos lejanos?

¿Seremos capaces de Burlar la barrera de la velocidad de la luz?

Nuestros ingenios espaciales, nuestra naves hoy (estamos en la edad primitiva de los viajes espaciales), pueden alcanzar una velocidad máxima de 40 ó 50 mil kilómetros por hora y, además, la mayor parte de su carga es el combustible necesario para moverla.

La estrella más cercana al Sol es Alfa Centauro; un sistema triple, consistente en una binaria brillante y una enana roja débil a 2º, llamada Próxima Centauro. La binaria consiste en una enana G2 de amplitud -0’01 y una enana K1 de magnitud 1’3. Vistas a simple vista, aparecen como una única estrella y se encuentran a 4’3 años luz del Sol.

Sabemos que 1 año luz es la distancia recorrida por la luz en un año trópico a través del espacio vacio, y equivale a 9’4607×10¹² km, ó 63.240 Unidades Astronómicas, ó 0’3066 parsecs.

La  Unidad Astronómica es la distancia que separa al planeta Tierra del Sol, y equivale a 150 millones de kilómetros; poco más de 8 minutos luz.

Ahora pensemos en la enormidad de la distancia que debemos recorrer para llegar a Alfa Centauri, nuestra estrella vecina más cercana.

63.240 Unidades Astronómicas a razón de 150 millones de km. Cada una nos dará 9.486.000.000.000 de kilómetros recorridos en un año y, hasta llegar a Alfa Centauri, lo multiplicamos por 4’3 y nos resultarían 40.789.800.000.000 de kilómetros hasta Alfa. La cantidad resultante son millones de kilómetros.

Ahora pensemos que con nuestras actuales naves que alcanzan velocidades de 50.000 km/h, tratáramos de llegar a Alfa Centauro. ¿Cuándo llegaríamos, en el supuesto caso de que no surgieran problemas durante el viaje?

¡Nos cuentan tantas cosas! ¿Cómo saber la verdad?

Bueno, en estas condiciones, los viajeros que salieran de la Tierra junto con sus familias, tendrían que pasar el testigo a las siguientes generaciones que, con el paso del tiempo (muchos, muchos siglos), olvidarían su origen y, posiblemente, las condiciones de ingravidez del espacio mutarían el físico de estos seres en forma tal que, al llegar a su destino podrían ser cualquier cosa menos humanos. Precisamente para evitar este triste final, estamos investigando, haciendo pruebas en viajes espaciales, trabajando en nuevas tecnologías y probando con nuevos materiales, y buscando en nuevas teorías avanzadas, como la teoría M, las respuesta a preguntas que hacemos y de las que hoy no tenemos respuesta, y sin estas respuestas, no podemos continuar avanzando para que, cuando llegue ese lejano día, podamos con garantía salir hacia las estrellas, hacia esos otros mundos que acogerá a la Humanidad, cuyo destino, irremediablemente, está en las estrellas. De material de estrellas estamos hechos y en las estrellas está nuestro destino.

Si finalmente el destino del universo (supeditado a su densidad crítica), es el Big Crunch, entonces la Humanidad tendrá otro problema, este aún más gordo que el anterior, para resolver. Aunque parece que no habrá Big Crunch, según los últimos estudios nos dicen que el universo es plano y que estamos en el límite de la Densidad Crítica, con lo cual, el Universo tendrá una muerte térmica, es decir, el frío absoluto de los -273 ºC. Con esa temperatura, ni los átomos se mueven.

Muchos son los peligros que en el futuro nos acechan: La galaxia Andrómeda se nos viene encima y en unos miles de millones de años se fusionará con la Vía Láctea. Nuestro Sol tiene un tiempo de vida limitado, en cuanto agote el combustible buclear de fusíón, se convertirá en gigante roja, más tarde, creará una Nebulosa planetaria para quedarse como enana blanca. Por otra parte, hay estudios muy serios que dicen que la Tierra saldrá de la zona habitable que actualmente ocupa y, si eso pasa… ¡Acordémonos de Marte! ¿Qué fue lo que pasó allí, un planeta con atmósfera y océanos en el pasado.

Habrá que buscar soluciones para escapar de nuestro sistema solar, lo que en un futuro lejano, y teniendo encuentra que el avance tecnológico, es exponencial, parece que dicho problema puede tener una solución dentro de los límites que la lógica nos puede imponer. El segundo parece más serio, ¡escapar de nuestro universo! Pero… ¿a dónde podríamos escapar? Stephen Hawking y otros científicos nos hablan de la posibilidad de universos paralelos o múltiples; en unos puede haber condiciones para albergar la vida y en otros no. ¿Pero cómo sabremos que esos universos existen y cuál es el adecuado para nosotros? ¿Cómo podremos escapar de este universo para ir a ese otro?

No podemos ni escapar de nuestro propio sistema solar y ya pensamos en viajar a otro universo. ¡Como somos los Humanos!

Pensar en el futuro nos pone en un serio problema y hacemos preguntas que nadie puede contestar hoy. La Humanidad, para saber con certeza su futuro, tendrá que seguir trabajando y buscando nuevos conocimientos y, para dentro de unos milenios (si antes no se destruye a sí misma), seguramente, habrá obtenido algunas respuestas que contestarán esta difícil pregunta que, a comienzos del siglo XXI, nadie está capacitado para contestar.

Se puede sentir la fascinación causada por la observación de la belleza que encierra el universo, las muchas maravillas que contiene y que causa asombro cada día, aunque no se tenga preparación científica, pero el nivel de apreciación de la Naturaleza, la verdadera maravilla, vendrá de comprender mejor lo que estamos viendo, que es mucho más que grandes figuras luminosas y múltiples objetos brillantes, es… la evolución… la vida elevada al máximo nivel que se dará, cuando la mente se fusione con el universo mismo como un todo etéreo, cuando no necesitemos hacer preguntas y las respuestas esté en nosotros que, somos el universo.

emilio silvera

[?]