Mar
14
Algún día, lejos en el tiempo, el Sol se agotará.
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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Sin embargo, mientras haya hidrógeno en el núcleo de la estrella, los inexorables cambios de su luminosidad serán graduales y el Sol continuará suministrando la energía necesaria, tanto para la vida en la Tierra como para la mayoría de las transformaciones físicas que ocurren en ella.
Las primeras explicaciones científicas de la radiación solar, cálculo basado en la gravitación de Hermann Helmholtz, conducen a una estimación de la vida de la estrella de unos treinta millones de años. La famosa ecuación de Einstein relacionando la materia y la energía abrió el camino hacia un modelo más preciso que, por sí sólo, tampoco nos ofrece una solución completamente satisfactoria. Por otra parte, no parece probable que la transformación total de materia solar, convirtiendo los núcleos atómicos y los electrones en radiación (según teorizaba Sir Arthur Eddington), pueda producirse ni siquiera a temperaturas superiores a los diez mil millones de grados Kelvin (K). La idea hoy aceptada de que la producción de la energía en el núcleo del Sol obedece a reacciones nucleares fue propuesta a finales de los años treinta por Hans Bethe, Charles Critchfield y Carl Friedrich von Weizsäcker.
La fusión de hidrógeno en helio, en el ciclo protón-protón, se inicia cuando la temperatura alcanza los trece millones de grados Kelvin. Justo por encima de los 16 millones Kelvin empieza a dominar el ciclo carbono-nitrógeno que genera C12. No podemos estar seguros, pero de acuerdo con los mejores modelos, el ciclo C-N genera solamente un 1’5% de la energía total del Sol.
Mar
4
Llega la normalidad al Universo
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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Durante sus primeros 200.000 a 300.000 años, el universo era un ardiente mundo de oscuridad; era opaco a la transmisión de la luz. Era similar al interior del Sol, que también es opaco (no puede verse directamente a través del Sol). Si algunos electrones se uniesen con protones o núcleos de helio para formar hidrógeno o helio atómicos serían destruidos de inmediato por los fotones energéticos. En consecuencia, los fotones no tienen que desplazarse mucho para interactuar. Esta es la causa de que los telescopios no vean jamás luz de acontecimientos anteriores a unos 300.000 años, al igual que no pueden ver el interior del Sol.

Ahora bien, la era radiactiva termina cuando los fotones cesan de interactuar con la materia. Ello ocurre cuando la temperatura baja de 3.000 °K, y los electrones se unen a los núcleos y forman verdaderos átomos (éste es el fenómeno de la «recombinación o desacoplamiento»), dando como resultado una materia neutra, a diferencia del plasma anterior. La radiación se desacopla de la materia o esta se recombina, debido a que los fotones ya no tienen energía suficiente como para separar a los átomos en sus choques con ellos. Los fotones al dejar de interactuar vuelan libres de un lado a otro, a la velocidad de la luz. Así, la fase de recombinación marca el fin de la era radiactiva. Pero de pronto, el universo se vuelve transparente, lo baña una brillante luz amarilla, el color que corresponde a la materia a 3.000 °K. La luz más antigua nos puede llegar desde esa época, después de atravesar la mitad del universo visible. Este acontecimiento señala, por acuerdo convencional, el fin del Big Bang, y la expansión sin estructuras del universo; pronto empezarán a surgir las estructuras (las protogalaxias).
Mar
2
Los comienzos
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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En medio de la «nada» más absoluta apareció una mota de luz muy brillante y casi infinitamente caliente. En su interior nació el espacio y con él empezó a andar el gran reloj del tiempo, cuyo primer tic-tac sonó hace unos 15.000 millones de años. La energía de esta ínfima bola de fuego estaba tan concentrada que la materia empezó a aparecer espontáneamente, aunque totalmente desconocida para el actual conocimiento de la humanidad. Nada más nacer; la bola de fuego empezó a expandirse como un gas, pero no a partir de un espacio exterior sino dentro de sí misma, porque el universo contiene en su interior todas las cosas y el propio espacio. Cuando hubo pasado una 10-36 de segundo del tiempo de su nacimiento, el universo había crecido hasta hacerse 100 millones de veces mayor, mientras su temperatura descendía desde casi el infinito hasta apenas 1028 °K.
¡No! No hubo un «antes» del Big Bang porque el tiempo no existía. La mayoría de los físicos teóricos creen que el espacio y el tiempo están íntimamente ligados, de forma que no pueden existir el uno sin el otro. Así, sólo cuando el tiempo empezó a transcurrir, el espacio pudo iniciar su expansión, y viceversa.
El Big Bang no fue una explosión ocurrida dentro de algo, sino que sucedió a la vez en todo el espacio: no había un lugar vacío fuera de él. El propio espacio fue creado con el Big Bang y aún puede contemplarse las consecuencias de esta creación en la constante expansión del universo actual. En cualquier parte del espacio se ve que cada galaxia parece alejarse de las demás a velocidades increíblemente elevadas. En realidad es el espacio intergaláctico el que se estira, separándolas.
Feb
4
Sobre agujeros negros, Densidad crítica y otros
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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Lo más intrigante de los agujeros negros es que, si caemos en uno, no tendremos manera alguna de salir o enviar señales a los que están fuera esperándonos. Pensemos que la masa de la Tierra que es de 5’974X1024 Kg (densidad de 5’52 gramos por cm3), requiere una velocidad de escape de 11’18 Km/s, ¿Cual no será la masa y densidad de un Agujero Negro, si pensamos que, ni la luz que viaja a 299.792’458 Km/s, puede escapar de su fuerza de gravedad?
Es tanta la densidad que no solo distorsiona el espacio, sino que también distorsiona el tiempo según las ecuaciones de Einstein: el flujo del tiempo se frena cerca del agujero, y en un punto de no retorno (llamado. El “horizonte” del agujero, o límite), el tiempo está tan fuertemente distorsionado que empieza a fluir en una dirección que normalmente sería espacial; el flujo de tiempo futuro está dirigido hacia el centro del agujero. Nada puede moverse hacia atrás en el tiempo, insisten las ecuaciones de Einstein; de modo que una vez dentro del agujero, nos veremos arrastrados irremisiblemente hacia abajo con el flujo del tiempo, hacia una “singularidad” escondida en el corazón del agujero; en ese lugar de energía y densidad infinitas, el tiempo y el espacio dejan de existir.
Como ha apuntado antes, en alguna parte de este mismo trabajo, la descripción relativista del agujero negro procede de la obra de Kart Schwarzschil. En 1.916, apenas unos meses después de que Einstein formular a sus famosas ecuaciones, Schwarzschild fue capaz de resolver exactamente las ecuaciones de Einstein y calcular el campo gravitatorio de una estrella masiva estacionaria.
La solución de Schwarzschild tiene varias características interesantes.
- Una línea de no retorno rodea al agujero negro: cualquier objeto que se acerque a una distancia menor que esté radio será absorbido inevitablemente en el agujero.
- En segundo lugar, cualquiera que cayera dentro del radio de Schwarzschild será consciente de un ” universo especular ” al ” otro lado ” del espacio-tiempo.
Ene
28
Agujeros Negros Gigantes
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Astronomía y Astrofísica ~
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La idea de que Agujeros negros gigantes podían activar los cuásares y las radiogalaxias fue concebida por Edwin Salpeter y Yakov Borisovich Zel´dovich en 1964. Esta idea era una aplicación obvia del descubrimiento de dichos personajes de que las corrientes de gas, cayendo hacia un agujero negro, colisionarían y radiarían.
Una descripción más completa y realista de la caída de corriente de gas hacia un agujero negro fue imaginada en 1969 por Donald Lynden-Bell, un astrofísico británico en Cambridge. Él argumentó convincentemente, que tras la colisión de las corrientes de gas, estas se fundirían, y entonces las fuerzas centrífugas las harían moverse en espiral dando muchas vueltas en torno al agujero antes de caer dentro; y a medida que se movieran en espiral, formarían un objeto en forma de disco, muy parecidos a los anillos que rodean el planeta Saturno: Un disco de Acreción lo llamó Lynden-Bell puesto que el agujero está acreciendo (todos hemos visto la recreación de figuras de agujeros negros con su disco de acreción).
En Cygnus X-1, en el centro galáctico, tenemos un Agujero Negro modesto que, sin embargo, nos envía sus ondas electromagnéticas de rayos X. En el disco de acreción, las corrientes de gas adyacentes rozarán entre sí, y la intensa fricción de dicho roce calentará el disco a altas temperaturas.
En los años ochenta, los astrofísicos advirtieron que el objeto emisor de luz brillante en el centro de 3C273, el objeto de un tamaño de 1 mes-luz o menor, era probablemente el disco de acreción calentado por la fricción de Lynden-Bell.
Normalmente pensamos que la fricción es una pobre fuente de calor. Sin embargo, puesto que la energía gravitatoria es enorme, mucho mayor que la energía nuclear, la fricción puede realizar fácilmente la tarea de calentar el disco y hacer que brille con un brillo 100 veces mayor que la galaxia más luminosa.
















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