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Las Sinfonías de los Agujeros Negros binarios

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (24)

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Lo que nos cuentan Kip S. Thorne y  otros especialistas en Agujeros negros nos posibilitan para entender algo mejor los mecanismos de estos extraños objetos que aún esconden misterios que no hemos sabido resolver. Está claro que muchas de las cosas que sobre agujeros negros podemos leer, son en realidad, especulaciones de cosas que se deducen por señales obervadas pero que, de ninguna manera, se pueden tomar como irrefutables verdades, más bien, las tomaremos como probables o muy probables de acuerdo a los resultados obtenidos de muchos experimentos y, ¿por qué no? de muchas horas de prácticas teóricas y pizarras llenas de ecuaciones que tratan de llegar al fondo de un saber que, desde luego, nos daría la clave de muchas cuestiones que en nuestro Universo son aún desconocidas.

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En el corazón de una galaxia lejana, a más de 1.000 millones de años-luz de la Tierra y hace 1.000 millones de años, se acumuló un denso aglomerado de gas y cientos de millones de estrellas. El aglomerado se contrajo gradualmente, a medida que algunas estrellas escapaban y los 100 millones de estrellas restantes se hundían más hacia el centro. Al cabo de 100 millones de años, el aglomerado se había contraído hasta un tamaño de varios años-luz, y pequeñas estrellas empezaron, ocasionalmente, a colisionar y fusionarse, formando estrellas mayores. Las estrellas mayores consumieron su combustible y luego implosionaron para formar agujeros negros; y, en ocasiones, cuando dos de estos agujeros pasaban uno cerca del otro, quedaban ligados formando pares en los que cada agujero giraba en órbita alrededor del otro.

Cuando se forma un par de agujeros negros binarios semejantes, cada agujero crea un pozo profundo (intensa curvatura espacio-temporal) en la superficie insertada y, a medida que los agujeros giran uno en torno al otro, los pozos en órbita producen ondulaciones de curvatura que se propagan hacia afuera a la velocidad de la luz. Las ondulaciones forman una espiral en el tejido del espacio-tiempo en torno al sistema binario, muy semejante a la estructura espiral del agua que procede de un aspersor de cesped que gira rápidamente. Los fragmentos de curvatura forman un conjunto de crestas y valles en espiral en el tejido espacio-temporal.

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Puesto que la curvatura-espaciotemporal es lo mismo que la gravedad, estas ondulaciones de curvatura son realmente ondas de gravedad, u ondas gravitatorias. La Teoría de la Relatividad General de Einstein predice, de forma inequívoca, que tales ondas gravitatorias deben producirse siempre que dos agujeros negros orbiten uno en torno al otro.

Cuando parten hacia el espacio exterior, las ondas gravitacionales producen una reacción sobre los agujeros de la misma forma que una bala hace retroceder el fusil que la dispara. El retroceso producido por las ondas aproxima más los agujeros y les hace moverse a velocidades mayores; es decir, hacen que se muevan en una espiral que se cierra lentamente y hace que se vayan acercando el uno hacia el otro. Al cerrarse la espiral se genera poco a poco energía gravitatoria, una mitad de la cual va a las ondas y la otra mitad va a incrementar las velocidades orbitales de los agujeros.

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¡Los Neutrinos! Esos duendecillos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (0)

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Un nuevo fenómeno físico podría ser clave para resolver el enigma de la composición del Universo

Un equipo internacional de científicos resuelve el porqué se conoce la materia y no se puede encontrar la antimateria del Universo

 

Un nuevo fenómeno físico podría ser clave para resolver el enigma de la composición del Universo
                                                                     El detector Super-Kamiokande

Un equipo internacional de científicos, aunados en un proyecto denominado «T2K», han observado un nuevo fenómeno físico que podría ser clave para resolver el enigma de la composición del Universo, según ha adelantado Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN).

Se trata de un tipo de transformación de neutrinos de tipo muón en neutrinos de tipo electrón, un fenómeno «clave» para resolver el enigma de por qué del Universo se conoce la materia y no se puede encontrar la antimateria, dado que, según la teoría científica, en origen, el Universo estaba compuesto a partes iguales por materia y antimateria.

Esta conclusión ha sido presentada este viernes en la conferencia de la Sociedad Europea de Física (EPS-HEP2013), celebrada en Estocolmo. En «T2K» participan más de 400 físicos de 11 países, entre ellos España, representada por el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV).

En 2011, «T2K» presentó los primeros indicios de este nuevo modo de oscilación del neutrino, y ahora, con 3,5 veces más datos acumulados, «el indicio ha dejado paso a la evidencia científica», según explica el CPAN: «La probabilidad de que el fenómeno observado sea fruto del azar (una fluctuación estadística) es menor que una en un billón». Así, subraya que «T2K» se convierte en el «primer experimento» en observar de forma explícita la aparición de neutrinos de diferente tipo a los producidos originalmente.

Un haz de neutrinos

El experimento «T2K» consiste en un intenso haz de neutrinos de tipo muón y un complejo sistema de detectores que, situados a diferentes distancias, son capaces de medir la transformación en vuelo de los neutrinos iniciales. El haz de neutrinos se produce en el laboratorio J-PARC (Japan Proton Accelerator Complex), en Tokai (costa este de Honshu, la mayor isla de Japón).

Las propiedades iniciales del haz se miden en varios detectores cercanos al punto de producción. Tras recorrer 295 kilómetros, los neutrinos alcanzan la costa oeste de la isla y son detectados por Super-Kamiokande, un gigantesco detector de 50 kilotoneladas instalado a un kilómetro de profundidad en una antigua mina de zinc. El análisis de los datos recogidos por Super-Kamiokande muestra un número de neutrinos de tipo electrón (28 en total) muy superior al que se esperaría en ausencia del nuevo fenómeno de oscilación (4,6).

Según el CPAN, la oscilación del neutrino constituye la manifestación a nivel macroscópico de interferencias cuánticas causadas por la diferencia entre la masa entre los diferentes tipos de neutrinos. Es más, señala que la observación de este nuevo modo de oscilación posibilita el estudio de otro fenómeno, «todavía más relevante»: la violación de la simetría carga-paridad (CP), responsable de los mecanismos que distinguen el comportamiento entre materia y antimateria.

«La violación de la simetría CP, observada hasta la fecha solo en quarks (lo cual valió los premios Nobel de 1980 y 2008), se acepta en la actualidad como la teoría más probable para explicar por qué el Universo actual está dominado por materia, con contribuciones insignificantes de antimateria. Este constituye uno de los misterios más excitantes de la ciencia, puesto que en el Big Bang debieron crearse en iguales cantidades», según explica.

En busca de más diferencias

Una vez que T2K ha establecido de forma concluyente la existencia de un nuevo modo de oscilación que es sensible a la violación de CP, el CPAN indica que la búsqueda de este fenómeno se convierte en uno de los objetivos científicos «más relevantes» de la década, «y T2K está en posición de liderar la búsqueda», añade. «T2K» espera recoger 10 veces más datos en los próximos años, incluyendo aquellos obtenidos con un haz de antineutrinos para buscar diferencias en las oscilaciones de materia y antimateria que permitan medir la violación de la simetría CP.

«Este descubrimiento ha sido posible gracias al esfuerzo del personal de J-PARC y de su dirección, que han procurado un haz de neutrinos intenso y de alta calidad a «T2K», especialmente después del devastador terremoto de marzo de 2011, que causó severos daños al complejo de aceleradores de J-PARC y que interrumpió de forma brusca la toma de datos del experimento T2K», sostiene.

Europa Press y ABC Ciencia.es

Seguimos avanzando

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Las imágenes más nítidas del Universo

 

josé manuel nievesabc_ciencia / madrid

Un nuevo instrumento de observación desarrollado por el Gemini Observatory obtiene imágenes espectaculares del Cosmos con un detalle sin precedentes de estrellas a millones de años luz

 

 

El GeMS, un instrumento revolucionario de observación desarrollado por el Gemini Observatory, trabaja con un sistema de cinco lásers y espejos deformables que eliminan las perturbaciones estelares en la observación. Gracias a él, se han conseguido las imágenes más nítidas jamás obtenidas del Universo.

Las imágenes más nítidas del Universo
Nebulosa R 136

Los astrónomos han podido empezar a trabajar recientemente con el nuevo y revolucionario sistema óptico adaptativo (conocido como GeMS) del Gemini Observatory, y los resultados que están obteniendo con él son “verdaderamente espectaculares”, según las afirmaciones de Robert Blum, subdirector del National Optical Astronomy Observatory que trabaja con fondos de la U.S. National Science Foundation. “Lo que hemos observado, más allá de los detalles específicos de las imágenes que ya se han obtenido, es una increíble capacidad que supone un salto hacia delante con respecto a cualquier otra tecnología antes conocida en el espacio o en la superficie terrestre, y que así seguirá siendo por mucho tiempo”.

Blum está utilizando el GeMS actualmente para estudiar el medio ambiente dentro y en los alrededores de las agrupaciones de estrellas, y sus resultados preliminares, especialmente los de la espectacular agrupación conocida como RMC 136 dentro de un grupo de siete imágenes, ya han sido hechos públicos. Las seis tomas restantes, lejanas imágenes de regiones con violentos procesos de formación estelar obtenidas gracias a la interacción de distantes galaxias en colisión, permiten hacerse una idea de las vanguardistas investigaciones que el GeMS va a facilitar a los investigadores.

Las imágenes más nítidas del Universo
Nebulosa NGC 2346

Después de más de una década de desarrollo, el sistema, que ya se está empleando de formar regular en el Gemini South Telescope de Chile, está enviando datos ultra afinados a los científicos de todo el mundo, aportándoles un nuevo nivel de detalle en sus estudios del universo. Las imágenes recientemente hechas públicas muestran el poderoso descubrimiento científico que supone el GeMS (término derivado de la denominación Gemini Multi-conjugate adaptative optics System), que utiliza una potente combinación de múltiples lásers y espejos deformables para eliminar las distorsiones atmosféricas (nublados) a partir de unas imágenes con base terrestre.

A diferencia del sistema previo AO, el GeMS utiliza una técnica llamada de ‘multi ópticas adaptativas conjugadas’ (multi conjugate adaptive optics), que no sólo toma más detalles del cielo en un solo disparo (entre diez y veinte veces más área de cielo registrada en cada una de las fotografías), sino que también forma agudísimas imágenes uniformes de todo el espacio incluido en la toma, desde arriba hasta el fondo y de lateral a lateral.

Esto convierte al espejo de 8 metros del Gemini en entre diez y veinte veces más eficiente, otorgando a los astrónomos la posibilidad de hacer una exposición más profunda, o de explorar el universo de forma más efectiva con un rango más amplio de filtros, lo que les permitirá extraer detalles más sutiles sobre la estructura del universo, nunca contemplados antes de la aparición de este nuevo ingenio técnico.

“Cada imagen cuenta una historia sobre el potencial científico del GeMS”, cuenta Benoit Neichel, que lidera el dispositivo de trabajo del GeMS en Chile. De acuerdo con Neichel, los objetivos han sido seleccionados para demostrar que la variedad de su instrumental va descubriendo el espacio, al mismo tiempo que produce imágenes impactantes que podrían hacer que los científicos no sólo las reclamen para sus estudios, sino que también abran nuevas vías de investigación a partir de ellas.

Resolución extrema

Los primeros datos obtenidos por el GeMS están generando una auténtica conmoción entre los astrónomos que forman parten de las asociaciones internacionales de Gemini. Tim Davidge, un astrónomo del Canada’s Dominion Astrophysical Observatory, que trabaja con fondos del Canadian National Research, estudia la población de estrellas dentro de las galaxias que estás más allá de la Vía Láctea. Su trabajo requiere de una resolución extrema para poder ver cada una de esas estrellas que están situadas a millones de años luz de distancia.

“El GeMS fija la nueva tendencia en las ópticas adaptativas –afirma Davidge-. Su llegada abre una amplísima variedad de posibilidades científicas para el Gemini, y al mismo tiempo muestra cuáles son los requerimientos tecnológicos que la próxima generación de mega telescopios terrestres necesitarán. Con el GeMS estamos entrando en una era radicalmente nueva y apasionante para la astronomía óptica de base terrestre”.

También anticipa el potencial del GeMS para sus investigaciones Stuart Ryder, miembro del Australian Astronomical Observatory, financiado con fondos del Australian Research Council, cuyo trabajo requiere imágenes nítidas de galaxias distantes para revelar la explosión de estrellas (supernovas). Pero, sobre todo, confiesa estar impresionado por la nueva tecnología implicada.

“Fui bastante afortunado al poder ser testigo del funcionamiento del GeMS, y me quedé sobrecogido por el espectáculo del rayo del láser amarillo-naranja perforando la clara noche de luna –cuenta Ryder-. Cuando se tienen en cuenta todos los factores que tienen que trabajar conjuntamente, desde el cielo despejado hasta la corriente continua de meteoritos ardientes en la parte alta de la atmósfera esparciendo la cantidad suficiente de átomos de sodio para que sean excitados por el láser, es maravilloso comprobar cómo todos los elementos se dan al mismo tiempo y permiten que el proceso funcione con éxito”.

Las imágenes más nítidas del Universo
NGC 4038 en color
Gemini Observatory

Cosas curiosas

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Observan la primera cota de nieve extraterrestre, noticia por  josé manuel nieves abc_ciencia / madrid

Rodea a una joven estrella que está empezando a formar su sistema solar a 175 años luz de la Tierra

 

 

Observan la primera cota de nieve extraterrestre

Bill Saxton/Alexandra Angelich, NRAO/AUI/NSF
Recreación artística de la cota de nieve alrededor de la estrella TW Hydrae
Observan la primera cota de nieve extraterrestre
La línea de nieve comparada con la órbita de Neptuno

Un grupo internacional de astrónomos acaba de obtener, por primera vez en la historia de la exploración planetaria, la imagen de la cota de nieve alrededor de una joven estrella que está empezando a formar su propio sistema solar. El logro ha sido posible gracias a los instrumentos del telescopio ALMA (Atacama Large Millimiter/submillimeter Array), en Chile. Se cree que esa “frontera de hielo” juega un papel esencial en la formación y en el “maquillaje químico” de los planetas que se forman alrededor de estrellas muy jóvenes. Los resultados de esta investigación acaban de publicarse en Science Express.

Aquí, en la Tierra, las cotas de nieve se encuentran en las zonas más altas, donde las bajas temperaturas hacen que la humedad atmosférica se congele. De la misma forma, se piensa que las cotas de nieve también se forman alrededor de las estrellas jóvenes, en las regiones más alejadas del disco de material a partir del cual esas estrellas se formaron. Sin embargo, si la distancia es la adecuada, algunas de las moléculas presentes pueden congelarse y convertirse en auténticos copos de nieve.

Lo primero en congelarse es el agua, seguida por otros gases, como el metano o el dióxido de carbono, que se van distribuyendo en círculos concéntricos alrededor de la estrella en forma de anillos de motas de polvo congeladas, la materia prima a partir de la cual se forman después los planetas.

Los astrónomos creen que las cotas de nieve juegan un destacado papel en la formación de nuevos sistemas planetarios. De hecho, ayudan a los granos de polvo, cubriéndolos con una coraza helada y evitando que se destruyan en múltiples y pequeñas colisiones entre ellos. En lugar de eso, el hielo actúa como una suerte de “pegamento” que favorece su unión y que, por lo tanto, incrementa la cantidad de materiales sólidos disponibles, algo que acelera la posibilidad de formación de nuevos mundos.

Y dado que existen, como hemos visto, diferentes cotas de nieve dependiendo de cuál sea el material dominante, el proceso también hace que, en cada círculo, se formen diferentes tipos de planetas. Alrededor de una estrella como el Sol, por ejemplo, la cota de nieve del agua corresponde a la órbita de Júpiter y la del monóxido de carbono a la de Neptuno.

Una imagen insólita

Lo que ALMA ha podido ver es algo insólito y jamás detectado hasta el momento: la línea de nieve alrededor de TW Hydrae, una joven estrella a 175 años luz de la Tierra. Los investigadores creen que este sistema solar en formación tiene características muy similares a las de nuestro propio sistema en su infancia, cuando apenas tenía un puñado de millones de años de edad.

“ALMA nos ha dado la primera imagen en tiempo real de una cota de nieve alrededor de una estrella joven -afirma Chunhua “Charlie” Qi, investigador del Centro de astrofísica Harvard-Smithsonian en Cambridge, Massachussetts-, lo cual es extremadamente emocionante porque nos habla sobre un periodo muy temprano de la formación de nuestro propio Sistema Solar. Ahora podemos ver detalles que antes estaban ocultos sobre las zonas de hielo de otro sistema solar, uno que es muy parecido al nuestro cuando apenas tenía diez millones de años de edad”.

Hasta ahora, la presencia de estas cotas de nieve solo se conocía por su “firma” en el espectro electromagnético, pero nunca se había podido obtener una imagen directa, por lo que su posición exacta y extensión eran desconocidas. La razón principal de no poder verlas es que las cotas de nieve se forman solo en la estrecha franja central de los discos protoplanetarios. Por encima y por debajo de esa región concreta, la radiación de la estrella calienta los gases y evita que se forme hielo.

De esta forma, la zona helada queda oculta a la observación por un envoltorio de gas caliente. Sin embargo, en esta ocasión los astrónomos han conseguido, gracias a una nueva técnica, detectar directamente una molécula que se forma únicamente en los lugares en que el monóxido de carbono se congela. Esa molécula, llamada diazenylium (N2H+) brilla en una pequeña región milimétrica del espectro y puede, por lo tanto, ser detectada por un radiotelescopio.

¿Cómo se formaron las galaxias? ¡Nadie lo sabe!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica    ~    Comentarios Comments (1)

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En los temas que hemos tratado en otros trabajos, la protagonista ha sido la “hipotética” materia y energía oscura que, según algunos modelos supone el 90% de la materia que compone el universo. El tema dio pie a opininiones y algún debate que principalmente llevaron adelante Kike y Fandila que, con sus indudables conocimientos y formas de aplicar la lógica, nos llevan de la mano, con alguna metáfora incluída, a que podamos comprender mejor como son las cosas que, no siempre, coinciden con la realidad que algunos nos dibujan. Y, nuestra obligación, aunque el dibujo sea hermoso, armonioso y hasta placentero, debemos desconfiar, y, tomarlo, tan sólo como algo posible, algo que podría ser pero que de momento no es. Acordaos de aquel sabio que nos dijo: Todas las cosas son”. Con aquella simple frase, elevó a las “cosas” a la categoría de ser. Claro que las cosas a las que se refería estaban allí y podíamos contemplarlas. Por el contrario, la “materia oscura” nadie la vio nunca, es algo imaginario y supuesto que, al parecer, nos señalan algunos indicios observados, por lo demás, nada podemos concretar de ella.

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Nuestro Universo es tan complejo que, seguramente, todo lo que hemos podido saber de él, es sólo una pequeñísima parte de lo que es. Quizá el inmenso trabajo y esfuerzo, el ingenio de muchos, la intuición de algunos, la genialidad de unos pocos, el avance, costoso avance en el campo de las matemáticas, todo ello unido como un todo, nos ha traído hasta aquí, un momento en el que, se podría decir sin temor a equivocarnos que estamos en la línea de partida para comenzar el camino hacia más grandes logros. Creerse más que eso, sería engañarnos a nosotros mismos, dado que, la cruda realidad es que sabemos menos de lo que creemos y decimos que sabemos.

Arriba contemplamos la conocida y familiar imagen de una Galaxia y, si alguien nos preguntara como pudieron formarse las galaxias, la verdad sería que, no tendríamos contestación para esa pregunta. ¿Cómo es posible eso a estas alturas? Pués porque lo que podemos resumir de la moderno visión del universo se podría limitar a dos breves afirmaciones: Primera; el universo ha estado expandiéndose desde que se formó, y en el proceso ha evolucionado desde las estructuras simples a las complejas. Segunda: la materia visible en el universo está organizada jerárquicamente: las estrellas agrupadas en galaxias, las galaxias en cúmulos y los cúmulos en supercúmulos. El problema al que nos enfrentamos por tanto, es comprender como un universo  cuya evolución está dominada por la primera afirmación, puede llegar a tener la estructura descrita en la segunda afirmación.

El problema de es explicar la existencia de la galaxias ha resultado ser uno de los más espinosos de la cosmología. Con todo derecho no deberían estar ahí y, sin embargo, ahí están. Es difícil comunicarl el abismo de frustración que este simple hecho produce entre los científicos. Una y otra vez han surgido nuevas revelaciones y ha parecido que el problema estaba resuelto. Cada vez la solución se debilitaba, aparecían nuevas dificultades que nos transportaban al punto de partida.

Cada pocos años, la American  Physical Society, la Asociación Profesional  de físicos, tienen una sesión en una de sus reuniones en la que los Astrofísicos hablan de los más nuevos métodos de afrontar el problema de las galaxias. Si te molestar en asistir a varias de esas reuniones, dos son las sensaciones contradictorias que te embargan: Por una parte sientes un gran respeto por la ingenuidad de algunas propuestas que son hechas “de corazón” y, desde luego, la otra sensación es la de un profundo excepticismo hacia las ideas que proponían, al escuchar alguna explicación de cómo las turbulencias de los agujeros negros, las explosiones durante la formación de galaxias, los neutrinos pesados y la materia oscura fría resolvía todos aquellos problemas.

Lo cierto es que, a pesar de lo que se pueda leer en la prensa en comunicados oficiales, todavía no tenemos ese “bálsamo milagroso” que nos permita responder a una pregunta simple: ¿Por qué está el cielo lleno de galaxias?

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Es cierto, el cielo está lleno de cúmulos de galaxias y nosotros, tratándo de saber de su presencia allí, hemos llegado a conseguir eliminar muchas de las respuestas equivocadas. Podemos estar ahora mucho más cerca de la verdad de lo que lo estábamos antes. Pero, de ninguna manera sería bueno que nos dejémos adormecer por la credulidad de los postulados modernos que parecen “sacados de la manga” del jugador cosmológico, para que la partida salga redonda. Claro que, una cierta dosis de excepticismo no implica que no podamos aceptar como probables y ciertas, algunas de las ideas generales implícitas en las soluciones propuestas que podrían, al final de todo el camino, ser parte de la solución que buscamos.

Formalmente podríamos exponer aquí al menos cinco razones para tratar de justificar el por qué, las galaxias, no deberían estar ahí presentes.

1º) Las Galaxias no pueden haberse formado antes que los átomos. No es un asunto trivial. Durante muchisimos años se estuvo tratando de entender este proceso, comezando con ideas magicas, hasta que a principios del siglo 19 se empezo a a comprender como funcionan las estrellas y el Universo.

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Es un proceso algo complicado, por eso se tardo tanto en reconocerlo. En este momento la mejor teoria que explica el Universo es que comenzo con el Big-Bang, la explosion inicial que dio origen a todo. En la explosion, de origen todavia incierto, habia pura energia, y al expandirse se fue enfriando, como lo haria cualquier gas. Al llegar a un nivel de energia un poco mas bajo del inicial, se pudieron condensar de la energia las primeras particulas elementales (protones, neutrones, etc). Esto ocurrio en los primeros minutos. La famosa ecuacion de Einstein E = mc al cuadrado, implica que se puede transformar materia en energia, como en un reactor nuclear, y tambien la energia puede condensarse en materia, como en este caso. A los 300 mil años, el nivel de energia fue lo suficientemente bajo como para permitir la formacion de los primeros atomos.

La existencia protones, electrones y neutrones dispersos, que cuando se juntaron fue para formar los elementos quimicos mas elementales: Hidrogeno, Helio y algo de litio. Nada mas se formo, en la proporcion de 75% de hidrogeno, casi 25% de helio, y trazas de los otros elementos.

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Aquella primera “sopa de plasma primordial” posibilitó que se juntaran protones y neutrones para formar el elemento más simple del Universo: El Hidrógeno,

Así, podemos partir de la base cierta de que, hasta donde sabemos, podemos pensar en el Universo durante aquellas primeras etapas de la expansión de Hubble estaba formado por dos únicos constituyentes: materia y radiación. La materia sufrió una serie de congelaciones al construir  gradualmente  estructuras más y más complejas. A medida que tienen lugar estos cambios en la formación de la materia, la manera en que interaccionan, materia y radiación cambian radicalmente. Esto, a su vez, desempeña un papel fundamental en la formación de galaxias.

La luz y otros tipos de radiación interaccionan fuertemente con partículas libres eléctricamente cargadas, del tipo de las que existían en el plasma que constituía el universo antes de que los átomos se formara. A causa de esta interacción, cuando la radiación se mueve por este plasma, colisiona con partículas, rebotando y ejerciendo una presión del mismo modo que las moléculas de aire, al rebotar sobre las paredes de un neumático, mantienen el neumático inflado. Si se diese el caso de que una conglomeración de materia del tamaño de una galaxia tratase de formarse antes de la congelación de los átomos, la radiación que traspasaría el material habría destruído el conglomerado, y, la radiación tendería a quedar atrapada dentro de la materia. Si tratase de salir, sufriría colisiones y rebotaría.

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2º) Las galaxias no tuvieron tiempo de formarse. La Gravedad es la gran fuerza desestabilizadora del Universo, Nunca lo abandona del todo; siempre está actuando tratando de unir trazos de materia, En cierto sentido, la historia entera del Universo se puede pensar como un último y futil intento de superar la Gravedad.

Sería asombroso, dada la naturaleza universal de la fuerza gravitatoria, que no hubiera desempeñado un papel importante en la formación de las galaxias. Escribir sobre este apartado nos llevaría a tener que explicar muchas implicaciones que están presentes en la dinámica del universo en relación a la materia. De todas las maneras que la queramos mirar, la sensación que percibimnos es la de que, en aquellos primeros momentos, podía existir “algo” (no sabemos qué) que generaba también, como la materia bariónica normal, fuerza gravitatoria.

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Inmensas turbulencias que generaban fuerzas eléctricas y moldeaba la materia y todo el entorno

3º) La turbulencia tampoco nos vale. El Impulso a travgés de la turbulencia es una idea simple, cuyas primeras versiones fueron aireadas alrededor de 1950. El postulado es: cualquier proceso tan violento y caótico como las primeras etapas del Big Bang no será como un río profundo y plácido, sino como una corriente de montaña, llena de espuma y turbulencias. En este flujo caótico podemos esperar encontrar remolinos y vórtices de gas. Lo cierto es que, en este maremagnun, era de todo punto imposible que las galaxias se pudieran formar.

4º) Las Galaxias no han tenido tiempo para formar cúmulos. Quizá estamos encontrando dificultades porque consideramos el problema de las galaxias desde un punto de vista muy estrecho. Quizá lo que deberíamos hacer es ver las cosas en una escala más grande y esperar que si entendemos como se forman los cúmulos de galaxias, la génesis de las galaxias individuales, se resolverá por sí misma. La idea nos conduce naturalmente a la cuestión de cómo se pueden haber formado concentraciones muy grandes de masa al comienzo de la vida del universo. Una de las ideas más sencillas sobre como puede haber sido el universo cuando los átomos se estaban formando es que no importa lo que estuviese pasando, la temperatura era la misma en todas partes. Este se llama modelo isotérmico.

http://astronomia2009.es/data/imagen/archivo_622.png

Explicar aquí las implicaciones matemáticas a que nos llevaría explicar el modelo isotérmico, estaría bien pero, no parece imprescindible para finalizar este trabajo que, de manera sencilla, sólo trata de explicar que, las galaxias no se pudieron formar conforme a lo que hemos observado y sabemos del Universo, algo nos falta por saber y, alguna fuerza “oculta” debería haber estado allí presente para evitar que, la materia se dispersara con la expansión de Hubble y las galaxias se pudieran formar.

5º) Si la radiación marcha junto con la materia y la materia con las galaxias, la radiación de microondas cósmicas sería contradictoria. Si la radiación no se hubiera dispersado uniformemente, con independencia de la materia del universo, ¿dónde hubiera estado? siguiendo el procedimiento normal de la física teórica, consideraremos a continuación la tesis opuesta.

Supongamos que en el comienzo del universo materia y radiación estaban unidas. Si era así, allí donde se encontrara una concentración de masa, también habría una concentración de radiación. En la jerga de la Física se dice que esta situación es “adiabática”. Aparece siempre que tienen lugar en las distribuciones del gas cambios tan rápidos que la energía no puede transferirse fácilmente de un punto al siguiente.

http://www.cienciakanija.com/wp-content/uploads/cosmiceye.jpg

Sabemos que,  para hacer galaxias,  la materia del universo tuvo que estar muy bien distribuída en agregados cuando se formaron los átomos. Pero, todo este resultado choca con uno de los hechos más notables del universo que conocemos. Si consideramos la radiación de microondas, que llega hasta nosotros desde la dirección del Polo Norte de la Tierra, y luego nos volvemos y miramos la radiación que viene  del Polo Sur, encontramos que son casi completamente idénticas. De esta notable uniformidad se deduce que cuando la radiación se despareja de la materia deberá de estar muy uniformemente distribuida por todo el universo.

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El resultado final es este: lo que el proceso de formación de galaxcias requiere del entorno de microondas y lo que observamos de su uniformidad son cosas diametralmente opuestas. Lo primero requiere radiación para ser reunida con la materia; así, si la materia estuviera agrupada cuando los átomos se formaron, habría trazas de esa agrupación en el fondo cósmico de microondas de hoy.

Por otra parte, la uniformidad observada en el entorno de microondas implica que la radiación nunca podría haber estado tan agrupada; si lo hubiera estado, hoy no sería uniforme. Cuando se hacen detallados cálculos núméricos, los astrofísicos encuentran que es imposible conciliar estas dos exigencias en conflicto. La radiación de microondas no puede ser uniforme y no uniforme al mismo tiempo.

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Todos los razonamientos anteriores nos llevan a pensar y demuestran muy claramente que, no podemos dar por supuesto un universo lleno de galaxias y, si de hecho lo está, debemos buscar la causa real que lo hizo posible. Explicar ese universo ha sido mucho más difícil de lo que muchos llegaron a pensar y, como se dice en el título de este trabajo, no tenemos una explicación, ni las razones de peso que justifiquen la presencia de las galaxias.

¿Qué había y estaba presente en el comienzo del Universo, que nosotros desconocemos pero que, hizo posible que las galaxias se pudieran formar?

Yo no lo se.

Estamos de nuevo en el punto de siempre: Nuestros conocimientos son limitados. Nuestra ignorancia… ¡Infinita!

emilio silvera