El Universo: Cometa lleno de Galaxias

“En cuanto al máximo, el límite está en lo que la naturaleza sea capaz de producir. Hasta hace poco se creía que este límite estaba en torno a monstruos de 150 masas solares, aunque recientes trabajos lo elevan hasta 300. No obstante, no es un dato seguro ya que, cuanto más masiva es una estrella, menos vive, con lo cual estrellas más grandes serían difíciles de observar.”

Verdaderamente si pudiéramos contemplar de cerca, el comportamiento de una estrella cuando llega el final de su vida, veríamos como es, especialmente intrigante las transiciones de fase de una estrella en implosión observada desde un sistema de referencia externo estático, es decir, vista por observadores exteriores a la estrella que permanecen siempre en la misma circunferencia fija en lugar de moverse hacia adentro con la materia de la estrella en implosión. La estrella, vista desde un sistema externo estático, empieza su implosión en la forma en que uno esperaría. Al igual que una pesada piedra arrojada desde las alturas, la superficie de la estrella cae hacia abajo (se contrae hacia adentro), lentamente al principio y luego cada vez más rápidamente. Si las leyes de gravedad de Newton hubieran sido correctas, esta aceleración de la implosión continuaría inexorablemente hasta que la estrella, libre de cualquier presión interna, fuera aplastada en un punto de alta velocidad.

 

 

Pero no era así según las fórmulas relativistas que aplicaron Oppenheimer y Snyder. En lugar de ello, a medida que la estrella se acerca a su circunferencia crítica su contracción se frena hasta hacerse a paso lento. Cuanto más pequeña se hace la estrella, más lentamente implosiona, hasta que se congela exactamente en la circunferencia crítica y, dependiendo de su masa, explosiona como supernova para formar una inmensa nebulosa o, se transforma en nebulosa planetaria, más pequeña.

 

 

Ahí podemos observar a una estrella muy joven, de dos o tres millones de años que, en un futuro lejano será una gran Supernova. Los procesos que podríamos observar al final de la vida de una estrella gigante… ¡Son fascinantes!

 

 

En la escena que antes explicábamos, por mucho tiempo que nos quedemos esperando y contemplando el suceso, si uno está en reposo fuera de la estrella (es decir, en reposo en el sistema de referencia externo estático), uno nunca podrá ver que la estrella implosiona a través de la circunferencia crítica. Ese fue el mensaje inequívoco que Oppenheimer y Snyder nos enviaron. Para poder ver eso, habría que estar dentro de la estrella, instalado en la materia que está sufriendo la contracción y, no sabemos porque eso es así.

 

¿Se debe esta congelación de la implosión a alguna fuerza inesperada de la relatividad general en el interior de la estrella? No, en absoluto, advirtieron Oppenheimer y Snyder. Más bien se debe a la dilatación gravitatoria del tiempo (el frenado del flujo del tiempo) cerca de la circunferencia crítica. Tal como lo ven los observadores estáticos, el tiempo en la superficie de la estrella en implosión debe fluir cada vez más lentamente cuando la estrella se aproxima a la circunferencia crítica; y, consiguientemente, cualquier cosa que ocurre sobre o en el interior de la estrella, incluyendo su implosión, debe aparecer como si el movimiento se frenara poco a poco hasta congelarse.

Por extraño que esto pueda parecer, aún había otra predicción más extrañas de las fórmulas de Oppenheimer y Snyder: si bien es cierto que vista por observadores externos estáticos la implosión se congela en la circunferencia crítica, no se congela en absoluto vista por los observadores que se mueven hacia adentro con la superficie de la estrella. Si la estrella tiene una masa de algunas masas solares y empieza con un tamaño aproximado al del Sol, entonces vista desde su propia superficie implosiona hacia la circunferencia crítica en aproximadamente una hora, y luego sigue implosionando más allá de la criticalidad hacia circunferencias más pequeñas.

 

 

Allá por el año 1939, cuando Oppenheimer y Snyder descubrieron estas cosas, los físicos ya se habían acostumbrados al hecho de que el tiempo es relativo; el flujo del tiempo es diferente medido en diferentes sistemas de referencia que se mueven de diferentes formas a través del Universo. Claro que, nunca antes había encontrado nadie una diferencia tan extrema entre sistemas de referencia. Que la implosión se congele para siempre medida en el sistema externo estático, pero continúe avanzando rápidamente superando al punto de congelación medida en el sistema desde la superficie de la estrella era extraordinariamente difícil de comprender. Nadie que estudiara las matemáticas de Oppenheimer y Snyder se sentía cómodo con semejante distorsión extrema del tiempo. Pero ahí estaba, en sus fórmulas. Algunos podían agitar sus brazos con explicaciones heurísticas, pero ninguna explicación parecía muy satisfactoria. No sería completamente entendido hasta finales de los cincuenta.

Fue Wheeler el que discrepó del trabajo de Oppenheimer y Snyder, alegando, con toda la razón que, cuando ellos habían realizado su trabajo, habría sido imposible calcular los detalles de la implosión con una presión realista (presión térmica, presión de degeneración y presión producida por la fuerza nuclear), y con reacciones nucleares, ondas de choque, calor, radiación y expulsión de masa. Sin embargo, los trabajos desde las armas nucleares de los veinte años posteriores proporcionaron justamente las herramientas necesarias.

 

 

Presión, reacciones nucleares, ondas de choque, calor radiación y expulsión de masa eran todas ellas características fundamentales de una bomba de hidrógeno; sin ellas, una bomba no explosionaría. A finales de los años cincuenta, Stirling Colgate quedó fascinado por el problema de la implosión estelar. Con el apoyo de Edward Teller, y en colaboración con Richard White y posteriormente Michael May, Colgate se propuso simular semejante implosión en un ordenador. Sin embargo, cometieron un error, mantuvieron algunas de las simplificaciones de Oppenheimer al insistir desde el principio en que la estrella fuera esférica y sin rotación, y, aunque tuvieron en cuenta todos los argumentos que preocupaban a Wheeler, aquello no quedó perfeccionado hasta después de varios años de esfuerzo y, a comienzo de los años sesenta ya estaban funcionando correctamente.

 

 

Un día a principio de los años sesenta, John Wheeler entró corriendo en la clase de relatividad de la Universidad de Princeton. Llegaba un poco tarde, pero sonreía con placer. Acababa de regresar de una visita a Livermore donde había visto los resultados de las simulaciones recientes de Colgate y su equipo. Con excitación en su voz dibujó en la pizarra un diagrama tras otro explicando lo que sus amigos de Livermore habían aprendido.

 

                                                               

Cuando la estrella en implosión tenía una masa pequeña, desencadenaba una implosión de supernova y formaba una estrella de neutrones precisamente en la forma que Fritz Wicky había especulado treinta años antes. Sin embargo, si la estrella original era más masiva lo que allí se producía (aparte de la explosión supernova) era un agujero negro notablemente similar al altamente simplificado  modelo que veinticinco años  calcularon Oppenheimer y Snyder. Vista desde fuera, la implosión se frenaba y se quedaba congelada en la circunferencia crítica, pero vista por alguien en la superficie de la estrella, la implosión no se congelaba en absoluto. La superficie de la estrella se contraía a través de la circunferencia crítica y seguía hacia adentro sin vacilación.

La estrella gigante Zeta Ophiuchi está teniendo un efecto «impactante» en las nubes de polvo circundantes a la estrella. Los vientos estelares que fluyen de esta estrella están haciendo ondulaciones en el polvo interestelar a medida que se aproxima a este, creando un arco de choque precioso. Zeta Ophiuchi es una estrella joven.

La afirmación es una forma metafórica de describir la diferencia entre bosones y fermiones en física cuántica. Los Bosones pueden ocupar el mismo lugar cuántico (agruparse), los Fermiones no pueden como nos dice el Principio de Exclusión de Pauli.

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El descubrimiento de la super-conductividad en 1911 ha dado lugar a aplicaciones que parecían impensables, y que
sin embargo disfrutamos de manera cotidiana. La aparición de nuevos materia les, como el grafeno, ha permitido a su vez expandir las aplicaciones e implicaciones de la superconductividad. Ahora, investigadores de las universidades de Pasadena (EE. UU.) y el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Tsukuba (Japón) han avanzado un paso más en la superconductividad cuántica observada en grafeno

https://doi.org/10.1038/s41567-024-02776-7).

Este equipo ha observado dos fases superconductoras en láminas de grafeno de tipo Bernal, es decir, alternan tes; si llamamos A y B a cada una de ellas obtenemos una estructura ABAB, cuando dicho apilamiento se sustenta ,sobre un base de diseleniuro de tungsteno  meno (WSe₂). La novedad de este estu dio radica no tanto en el efecto en sí, ya observado en capas de grafeno sobre este sustrato, sino en los mecanismos que lo activan.

En la primera de las fases observadas (SC1), con una temperatura crítica baja, de unos 40 mK, se observa un estado
compatible con la estructura de bandas proveniente de una única partícula. Sin embargo, la segunda fase (SC2), con una temperatura crítica mucho mayor, de unos 225 mK, aparece como consecuencia de un estado nemático, es decir, las partículas no tienen una di rección fijada, pero tienden a orientarse todas en una misma dirección (como si fuera un cristal líquido).

Ambas fases demuestran resistencia a los campos magnéticos externos (que suelen anular el efecto de super-conductividad.

NUEVO CICLO SOLAR

En el pasado año 2024, nos vimos sorprendidos por la aparición de numerosas auroras boreales en Eu ropa en latitudes mucho más al sur de lo que son habituales. Aunque no es la única explicación, este inusual fenómeno podría estar relacionado con el descubrimiento que han realizado unos investigadores de diversas universidades y centros de investigación estadounidenses y publicado en la revista Space Weather.

Según su estudio, el Sol podría esta experimentando un cambio de ciclo en lo que se refiere a los flujos de protones, promediados cada 11 años, y que a su vez constituyen el Centennial Gleissberg Cycle, de una duración aproximada de 88 años. Mediante medidas satelitales entre 1971 y 2022, habrían mostrado un aumento de este flujo de protones, correspondiente con un mínimo de la actividad solar, pero habría descendido recientemente, dando así pistas sobre esa inflexión en el ciclo.

La importancia de este estudio radica en que estos ciclos solares vienen causados por cambios en el campo magnético solar, que a su vez controlan la emisión de rayos cósmicos. Un mayor conocimiento de estos ciclos permitirá predecir con mayor fiabilidad tanto la radiación espacial que afecta a satélites como la mejora de métodos de predicción de los cinturones de radiación que alcanzan nuestro planeta, pero, por contrapartida, la temperatura crítica desciende hasta valores por debajo de los superconductores ideales.

Este descubrimiento puede suponer un punto de partida para el desarrollo de superconductores “a la carta”, con aplicaciones directas en computación cuántica y el desarrollo de nuevos materiales cuánticos.

Fuente: Revista de Física de la R.S.E.F.

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Para “andar por casa”, o digamos en la forma coloquial y distendida, cuando hablamos delos átomos lo hacemos con una idea pre-concebida en la Mente, es decir, el clásico núcleo rodeado de electrones que lo orbitan.

La imagen nos ha sido válida para el discurso, escribir un artículo o escribir un libro, es el modelo del sistema planetario reducido a un átomo. Sin embargo, la realidad es bien distinta, el átomo es de otra manera.

Científicos de la Universidad de Cornell en Nueva York, Estados Unidos, lograron captar una imagen de un diminuto átomo en alta resolución con una ampliación de 100 millones respecto a la visión humana. Esta es la foto más clara de esta naturaleza hasta la fecha y que puede cambiar la física.

Esta fotografía superó la anterior tomada también por esta misma universidad, en la que se podía divisar un pequeño átomo atrapado. Sin embargo, esta vez su capacidad de ampliación fue mucho más lejos y nos entregaron una imagen en la que se pueden ver de manera más concreta estas partículas.

Según ellos mismos, esta tiene el doble de ampliación que su imagen anterior, con lo que también comienzan un procesos científico que puede cambiar por completo el campo de la física, pues gracias a esto será mucho más sencillo entender la localización de los átomos respecto a la materia en las observaciones que se realizan, así como en la comprobación de los modelos teóricos actuales.

Ahí lo tenéis. Ese pequeño punto de color violeta en el centro de la imagen es el solitario átomo de estroncio que nos ha maravillado a todos.

La imagen se convirtió en la elegida entre más de 100 candidatas para el concurso fotográfico del EPSRC, y el autor en la información de la fotografía explicaba el procedimiento con el que logró sacar esa imagen:

En el centro de la imagen, un pequeño punto brillante es visible – un átomo de estroncio con carga positiva única. Se mantiene casi inmóvil por los campos eléctricos que emanan de los electrodos metálicos que lo rodean. […] Cuando es iluminado por un láser del color azul-violeta adecuado, el átomo absorbe y reemite las partículas de luz lo suficientemente rápido para que una cámara normal pueda capturarlo en una fotografía de larga exposición.

¿Realmente sabemos como es un átomo y como funcionan los mecanismos ahí presentes desde los electrones que crean a su alrededor una capa electrónica, hasta los Quarks confinados en núcleo dentro de los nucleones (Hadrones de la rama de los Bariones que ¡se llaman Protones y Neutrones, así como la Fuerza Nuclear fuerte que allí determina el confinamiento de los tripletes de Quarks y, de como se vale de Bosones llamados Gluones para retenerlos?

Lo cierto amigos, es que sabemos menos (mucho menos), de lo que creemos saber.

Emilio Silvera V.

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                                ¿Dónde estaremos nosotros para cuando esto llegue?

A mí, particularmente, me da mucho miedo un futuro en el que las máquinas sean imprescindibles. En este mismo momento ya casi lo son. ¿Qué haríamos sin ordenadores que mediante sus programas dirigen fábricas, llevan todo el movimiento de las Bolsas del mundo y de los bancos, dirigen los satélites del espacio, llevan a cabo complicadas operaciones quirúrgicas y montan y ensamblan elaborados mecanismos industriales? El mundo quedaría fuera del control humano.

 

 

                 Robots que superen a los humanos: No necesitan comer ni dormir, no tienen enfermedades, poseen más fuerza que cualquiera de nosotros, la radiación del espacio no les afecta, llevan cerebros positrónicos con microchips que le facilitan todas las respuestas.. ¿Para que nos querrían entonces?

Pienso en un mundo mucho más avanzado, dentro de 500 – 1.000 años. ¿Qué habrá pasado con los robots?, máquinas cada vez más perfectas que llegarán a auto-fabricarse y repararse. ¿Cómo evolucionarán a partir de esos procesadores inteligentes de la nanotecnología? ¿Llegarán algún día a pensar por sí mismas? Ahí puede estar uno de los grandes peligros de la Humanidad.

 

Aquí dejo un resumen del pensamiento de Roger Penrose sobre este tema tan interesante que, nos regala en su LIbro Las Sombras de la Mente.

¿EL HOMBRE O EL ROBOT?

He dado muchas vueltas a la IA y a la consciencia de los seres vivos. Las conclusiones a las que he podido llegar son que el pensamiento consciente debe involucrar componentes que no pueden ser siquiera simulados adecuadamente por una mera computación; menos aún podría la computación por sí sola, provocar cualquier sentimiento o intención consciente. En consecuencia, la mente debe ser realmente algo que no puede describirse mediante ningún tipo de términos computacionales.

Bien es verdad que no tenemos una comprensión científica de la mente humana. Sin embargo, esto no quiere decir que el fenómeno de la consciencia deba permanecer fuera de la explicación científica. Ya se están buscando caminos científicos para dar esa explicación del misterio más profundo (seguramente) del Universo.

La comprensión es, después de todo, de lo que trata la ciencia; y la ciencia es mucho más que la mera computación mecánica, enfatiza que la Ciencia no se limita a realizar cálculos  o procesar datos. sino que busca entender el mundo que nos rodea y sus fenómenos. La comprensión profunda, más allá de la mera manipulación de información, es el núcleo de la actividad científica. 

¿Cuál es el campo de acción de la ciencia? ¿Son solamente los atributos materiales de nuestro Universo los que son abordables con sus métodos, mientras nuestra existencia mental debe quedar para siempre fuera de su alcance? ¿O podríamos llegar algún día a una comprensión científica adecuada del profundo misterio de la mente? ¿Es el fenómeno de la consciencia humana algo que está más allá del dominio de la investigación científica, o podrá la potencia del método científico resolver algún día el problema de la propia existencia de nuestro yo consciente?

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Lo que en ese pequeño espacio de nuestro cuerpo pueda pasar… ¡No tiene explicación científica! El Cerebro y la Mente… ¡Un gran misterio! Conexiones sin fin, “fabrica de ideas, pensamientos y… sentimientos

Hipocampo neuronal, sinapsis sin fin

No es fácil entender la complejidad que conlleva el enmarañado entramado de un cerebro humano, y, de hecho, hasta hace unos pocos años, no hemos comenzado a entender (parcialmente) sus mecanismos. La energía es la base principal del funcionamiento de todo lo que en el Universo es, y, nuestro cerebro, no podía ser menos. Así que, las células del cerebro invadidas por las mitocondrias reciben de estos invasores que parecen vivir pacíficamente en simbiosis con la célula, lo que necesitamos.

 Hilos invisibles nos conectan al Universo del que somos parte.

Científicos han descubierto pruebas de un gran filamento de material que conecta la Vía Láctea con otras agrupaciones de galaxias y con el Universo entero.

Nuestra mente que está en contacto directo con el Universo del que forma parte, desarrolla funciones de inexplicable consecuencias, como por ejemplo la meditación, la comprensión, los pensamientos, y, en definitiva, podríamos decir que es el motor que nos mueve y hace posible nuestro desarrollo y evolución.

De la Mente pueden surgir maravillas que ni podemos imaginar

La Naturaleza de la mente es el misterio más profundo de la humanidad y, seguramente, del Universo. Se trata, además de un enigma de proporciones gigantescas, que se remonta a milenios atrás, y que se extiende desde el centro del cerebro hasta los confines del Universo. Es un secreto que provocó vértigo y depresión en alguna de las mentes más preclaras de algunos de los filósofos y pensadores más grandes que en el mundo han sido. Sin embargo, este amplio vacío de ignorancia está, ahora, atravesado, por varios rayos de conocimiento que nos ayudará a comprender cómo se regula la energía mental.

Aunque puede que no sepamos que es la mente, sabemos algunas cosas sobre el cerebro. Está formado por una red, una increíble maraña de “cables” eléctricos que serpentean a través de una gran cantidad de “sustancias” neuroquímicas. Existen quizás cien mil millones de neuronas en el cerebro humano, tantas como estrellas hay en la Vía Láctea, y, cada una de ellas recibe datos eléctricos de alrededor de mil neuronas, además de estar en contacto y en comunicación con unas cien mil neuronas más.

Sinapsis neuronales sin fin

Botón sináptico. Zonas activas y Densidades postsinápticas en rojo. Reconstrucción 3D luego de Microscopía electrónica

“Una sinapsis eléctrica es aquella en la que la transmisión entre la primera neurona y la segunda no se produce por la secreción de un neurotransmisor, como en las sinapsis químicas, sino por el paso de iones de una célula a otra a través de uniones gap, pequeños canales formados por el acoplamiento de complejos proteicos, basados en conexiones, en células estrechamente adheridas.

La sinapsis eléctrica es la más común en los vertebrados menos complejos y en algunos lugares del cerebro de los mamíferos. Las membranas celulares de las neuronas presináptica y postsináptica están íntimamente en contacto, a través de uniones comunicantes o nexus las cuales cuentan con canales moleculares por los que pasan los iones. Así el impulso nervioso se transmite directamente de una célula a otra. Son más rápidas que las sinapsis químicas pero menos plásticas; son menos propensas a alteraciones o modulación porque facilitan el intercambio entre los citoplasmas de iones y otras sustancias químicas. En los vertebrados son comunes en el corazón y el hígado.

Las sinapsis eléctricas tienen tres ventajas muy importantes:

1. La sinapsis eléctrica posee una transmisión bidireccional de los potenciales de acción,
2. En la sinapsis eléctrica hay una sincronización en la actividad neuronal, lo cual hace posible una acción coordinada entre ellas.
3. La comunicación es más rápida en la sinapsis eléctrica , debido a que los potenciales de acción pasan a través de un canal iónico proteico directamente sin necesidad de la liberación moléculas.”

El suministro de datos que llega en forma de multitud de mensajes procede de los sentidos, que detectan el entorno interno y externo, y luego envía el resultado a los músculos para dirigir lo que hacemos y decimos. Así pues, el cerebro es como un enorme ordenador que realiza una serie de tareas basadas en la información que le llega de los sentidos. Pero, a diferencia de un ordenador, la cantidad de material que entra y sale parece poca cosa en comparación con la actividad interna. Seguimos pensando, sintiendo y procesando información incluso cuando cerramos los ojos y descansamos.

La unidad a partir de la cual se configuran todas las fabulosas actividades del cerebro es una célula del mismo, la neurona. Las neuronas son unas células fantásticamente ramificadas y extendidas, pero diminutas, tan diminutas son que, como hemos dicho tantas veces cada uno de nosotros poseemos unos cien mil millones de ellas, tantas, como estrellas hay en la Vía Láctea (lo repito de nuevo porque tal inmensidad, nunca dejará de asombrarme).

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