El Premio Nobelk de Física de 2011 se otorgó a los tres físicos que arriba podeis contemplar “por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo gracias a observaciones de supernovas lejanas”. Es sin duda una de los hallazgos más extraordinarios que nos ha ofrecido la cosmología desde el descubrimiento del fondo cósmico de radiación de microondas. Gracias a estas observaciones, ahora sabemos que el universo no sólo se expande sino que lo hace de forma acelerada, en contra de lo esperado si estuviera compuesto de materia ordinaria.

(Es curioso que, después de que los premios fuesen concedidos a estos físicos, ha salido un español que, según dice y ha sido publicado, tenía registrado el trabajo, o uno similar, al que ha valido el novel de 2.011 a estos de arriba. La polémica está en marcha).

Los astrónomos dicen que han encontrado las mejores pruebas hasta la fecha sobre la Materia Oscura, la misteriosa sustancia invisible que se cree constituye la mayor parte de la masa del universo. En la imagen de arriba han querido significar, diferenciándola en colores, las dos clases de materia, la bariónica y la oscura que, en este caso, sería la azulada -según dicen-. Sin embargo, la imagen no refleja la proporción que dicen existe entre la una y la otra.

Para poder comprender este resultado tan extraordinario, podríamos poner un ejemplo sencillo: Por ejemplo, si lanzamos una pelota con fuerza hacia arriba, ésta sale despedida en la medida de la fuerza que la impulsó, y, llegado a un punto, la Gravedad que ejerce la Tierra sobre ella, la hará caer de nuevo. Sin embargo, si lanzamos la pelota con mucha más fuerza, ésta podría vencer la gravedad terrestre y salir al espacio exterior y escapar a velocidades cada vez menores. Sin embargo, lo que han observado los investigadores que han recibido el Nobel en 2011, es que el universo no se comporta de esta manera. En lugar de frenarse conforme se expande, el universo parece expandirse de forma acelerada. En la analogía de la pelota, es como si esta, una vez escapara de la Tierra, se alejara con una velocidad cada vez mayor. De esta realidad observada, se deduce de manera clara que, sobre el Universo, está actuando una fuerza desconocida que lo atrae y supera la atracción gravitacional de toda la materia que contiene conocida por nosotros.

Pero antes de describir las observaciones, recapitulemos sobre lo que sabemos del universo hasta ahora. La expansión del universo fue descubierta en los años 20 del pasado siglo por Vesto Slipher, Knut Lundmark, Georges Lemaítre y Edwin Hubble. El ritmo de exdpansión depende del contenido de energía, y un universo que contiene sólo materia termina frenándose gracias a la fuerza de gravedad.

                  Las galaxias se alejan las unas de las otras ganando velocidad

Las observaciones de la recesión de las galaxias, así como de las abundancias de elementos ligeros, pero sobre todo del fondo de radiación de microondas, nos han permitido construir una imagen del universo en expansión, a partir de un origen extremadamente caliente y denso, que se va enfriando conforme se expande. Hasta hace unas décadas se creía que esa expansión era cada vez más lenta y se especulaba sobre la posibilidad de que eventualmente el universo “recolapsara”. Sin embargo, las observaciones de la luz que nos llega de supernovas a distancias astronómicas, de hasta siete mil millones de años-luz -hechas por dos colaboraciones independientes: El Supernovae Cosmology Project,  liderado por Saul Perlmutter, y el High Redshift Supernova Project,  de Brian Schmidt y Adam Riess- mostraron que actualmente el ritmo de expansión está acelerándose, en lugar de decelerarse.

Estas observaciones han sido posible gracias  a que las supernovas de tipo Ia son explosiones extraordinariamente violentas que se ven a enormes distancias y afortunadamente siguen un patrón de luminosidad característico, llegando a su máximo pocos días después de la explosión y a partir de ahí lentamnete decreciendo en luminosidad hasta que dejamos de verla. La relación entre la máxima luminosidad y el período de decrecimiento se puede calibrar con supernovas cercanas, de manera que midiendo estos períodos para muchas supernovas podemos deducir su distancvia a nosotros y de ahí el ritmo de expansión del universo desde el momento en que la supernova explotó hace miles de millones de años. Las medidas de las supernovas lejanas muestran no sólo que el universo se está expandiendo aceleradamente hoy día, sino también que en el pasado lo hacia de forma decelerada, lo que concuerda con nuestras predicciones basadas en la Teoría de Einstein.

En el contexto del Modelo estándar cosmológico, la aceleración se cree causada por la energía del vacío -a menudo llamada “energía oscura”- una componente que da cuenta de aproximadamente el 73% de toda la densidad de energía del universo. Del resto, cerca del 23%, sería debido a una forma desconocida de materia a la que llamamos “materia oscura”. Sólo alrededor del 4% de la densidad de la energía correspondería a la materia ordinaria, es decir, la que llamamos Bariónica, esa que emite radiación, la luminosa y de la que estamos nosotros constituidos, así como las estrellas, los mundos y las galaxias. Es, precisamente esa luz, la que nos permite adentrarnos en lo más profundo del universo desconocido, lejano y oscuro para poder saber, sobre estos misterios.

En nuestras vidas cotidianas, los efectos de la energía de vacío son ínfimos, diminutos, pero aún así detectables en pequeñas correcciones a los niveles de las energías de los átomos. En Teorías de campos relativistas, la energía de vacío está dada por una expresión matemáticamente idéntica y físicamente indistinguible de la famosa constante cosmológica, o por el contrario varia con el tiempo, algo que tendría consecuencias importantísimas para el destino del universo y que es un tema de investigación candente en cosmología, con varios experimentos propuestos para detectarlo.

Tipos de espacio según la densidad crítica del universo. Es decir, dependiendo del valor de Omega, tendremos un universo abierto, cerrado o plano. De momento, todos los indicios nos dicen que estamos  en un universo plano que se expandirá para siempre.

En fin amigos, el tema es interesante y lo continuaremos en otro momento…

Le he robado un rato al trabajo para dejar esta página en el Blog por estimarla de interés para que todos, estén al día de los últimos descubrimientos en relación al universo en el que vivímos.

Saludos.

¿Que serán, estos extraños cuerpos. Lo llaman Objeto de Hanny es una extraña y brillante nube de gas verde que ha intrigado a los astrónomos desde que se descubrió en 2007. La nube destaca cerca de una galaxia espiral porque un cuásar (un agujero negro supermasivo) en su núcleo la ha iluminado como si fuera un foco. Ahora está siendo estudiada con mucho más detalle gracias a las imágenes tomadas por el telescopio Hubble, que se han presentado en Seattle (EE UU).

La fuerza fundamental de la Naturaleza que llamamos Gravedad, está presente, de muchas formas en nuestras vidas. En el Universo se hace presente manteniendo juntas macroestrcutruas como nuestro Sistema solar, cúmulos de estrellas o de galaxias y, también se deja sentir con gran fuerza en lugares que, como nuestro centro galáctico, se destaca por la presencia de inmensos agujeros negros como el que está en SgrA que…

Un lector de esta página, me envía un correo en el que muestra un trabajo por él realizado en relación a la Gravedad, y, al objeto de que sea conocido por todos ustedes, aquí lo dejo para que, si os parece bien, lo podamos comentar. Todos tenemos derecho a exponer nuestras ideas.

MEXICO, D.F.

1 DE FEBRERO DE 2012

Nº. DE REGISTRO: 03-2012-020111530200-01

JOSE GERMÁN VIDAL, que es el autor del trabajo, nos dice:

¿Como encajará la gravedad en el Modelo Standard?

Interrogante planteada por Contemporary Phisics Education Project

Respuesta:

El Universo abarca situaciones que cubren factores de evolución desde un origen antes del Big Bang, hasta factores evolutivos que se dieron después de ese fenómeno explosivo.

La gravedad o más bien el campo gravitatorio, habría sido la segunda consecuencia en la evolución del universo que pasaría por varias etapas hasta llegar al Big Bang, Según se explica en el texto, este fenómeno de gran explosión ocasionada por energía tremendamente  colapsada viajando a gran velocidad, lo haría dentro de un campo gravitacional universal estacionario ya establecido. Sería a partir de este Big Bang, que se formarían las partículas de la materia existente, gracias a que también, el universo desde tiempo atrás ya estaría constituido como generador de estructuras atómicas llamadas hidrógeno.

Dicho campo gravitacional (CG) del universo global esférico (UG), debe encontrarse  entretejido o unido de manera ordenada en cada una de sus micropartes y en cada una de sus microregiones. Esto debe ocurrir así debido a que estos microelementos físicos del universo aprovechan una de sus innatas propiedades magnéticas: la  atracción entre entes magnéticos, superando las posibilidades de repulsión entre ellos.

Si tales campos hubiesen tenido la oportunidad de combinar  sus diversas regiones de manera diferente a un orden magnético (gravitacional) como el ahora establecido, las diferentes regiones estarían colapsadas en una sola “bola de energía” de dimensiones colosales (toda la masa de materia del Universo) con características magnéticamente neutras. La otra manera posible, sería que las polaridades magnéticas del campo gravitacional estuvieran invertidas respecto de como ahora se encuentran, entonces si que la materia estaría convertida en una réplica de lo que ahora es,  pero en este caso convertida toda la masa del universo en antimateria.

 Un universo global esférico de estructura magnética en reposo, que evolucionaría gradualmente derivado de la existencia de un espacio con características magnetostáticas del cual “se alimentaría” hasta quedar formado, es la respuesta al por qué de la creación de un campo magnético en el interior de su estructura esférica llamado por los hombres campo gravitacional. Hemos descubierto que también sería la  hipotética energía  oscura y aun también como el Campo de Higgs.

Una conclusión muy importante a considerar sobre el concepto gravitación y los efectos sobre la materia, es la siguiente:

 Existen dos tipos de campos gravitatorios intercomunicados en el Universo a  los que denominaremos campo primario y campos secundarios:

a). Campo gravitacional primario, sería el que se encuentra establecido permanentemente en forma estacionaria cubriendo todas las áreas internas de un universo global esférico en el cual se genera.

 b). Campo gravitacional secundario, sería el que individualmente genera cada cuerpo, partículas y energía que existen, inmersos dentro del  campo gravitacional primario estacionario del universo global esférico.

En este punto es conveniente señalar, que ningún campo de interacción de cualquier tipo se origina de la nada, todos tienen un origen físico inseparable de “algo” del cual nacen, así como el campo magnético que se origina en un imán permanente.

Una energía electromagnética en forma de fotones, irradian campos eléctricos y magnéticos que viajan a través del espacio a la velocidad de la luz acompañando a esa partícula durante su desplazamiento. (Partícula de energía electromagnética aparentemente sin masa).

La fuerza nuclear fuerte, es un campo que emerge de un núcleo atómico, este  interactúa con las partículas que forman los núcleos atómicos uniendo protones y neutrones y manteniendo eléctricamente sujetos a sus electrones girando a su alrededor.

La fuerza nuclear débil, es un campo que emerge de un núcleo atómico,  interactuando débilmente sus protones con aquellos neutrones que tienen tendencia a abandonar núcleos saturados de ellos. La causa es que los neutrones más externos están lo suficientemente alejados  del campo nuclear que genera la atracción dentro del paquete nuclear, con lo cual los más alejados ya no pueden ser retenidos fácilmente propiciándose decaimiento beta debido a la conversión de neutrones libres en protones, como ocurre en algunas estructuras atómicas particulares como  el uranio radioactivo.

Sin entrar en detalles de lo que puede hacer cada campo de interacción mencionado, hay una conclusión determinante: Todos los campos generados se encuentran asociados a un ente físico.

¡Queda por determinar que ente físico genera los campos gravitatorios! ¿Con que ente físico se encuentra asociada la gravitación que llena el Universo?

Según el modelo Electrón, protón, origen descubierto, la gravitación primaria está generada y asociada permanentemente a  la  estructura  magnética  esférica del universo global, en el interior del cual se encuentra un campo magnético distribuido a partir de superficies equipotenciales, direccionado por líneas de fuerza magnéticas radiales (virtuales) convergentes en el centro de un espacio vacío, establecido en su interior, propiciando al universo global una polaridad determinada, propia de un generador global de materia como el que estudiamos y referimos aquí.

Reacciones de la cadena protón-protón

Las líneas de fuerza mencionadas, al igual que muchos otros conceptos que refieren ideas humanas sobre su entorno, son virtuales, y sirven para explicar en qué sentido está una mínima o una máxima densidad gravitacional dentro del interior vacío de una estructura esférica como lo podría ser  el Universo global.

Desde el origen de la materia, el Universo global ha tenido un enlace gravitacional  con ella a partir del campo gravitatorio primario estacionado y distribuido en el interior de su volumen  esférico.

 Los efectos de la gravedad que se manifiestan en torno de la materia inmersa en un campo gravitacional primario con distribución esférica, dependiente de una estructura esférica de características magnéticas, siempre se han dejado ver, tal son los  efectos que explica la Teoría General de la Relatividad cuando hace referencia al campo gravitacional que rodea la masa de un cuerpo, determinándole una curvatura espacial (deformación local del tejido gravitatorio alrededor de un cuerpo masivo).

 Otro fenómeno que debe entenderse como ocurre, es  la generación de masa que forma a los átomos provocada por la acción de la fuerza compresora del campo gravitacional primario en forma homogénea sobre ellos, principalmente sobre los protones en los núcleos atómicos.

Estos argumentos estarían dando vida a la teoría del Campo de Higgs ideado por el británico Peter Higgs, según la cual, este campo sería la fuerza que da masa a las partículas subatómicas. Sin embargo, dicha teoría de Higgs puede hacerse consistente, sólo si se considera que ese campo está delimitado y retenido desde el exterior por fuerzas positivas que hacen presión constante para mantenerlo constituido en forma estable, de la forma homogénea descrita arriba.

                            Si existe…¿Cómo sería el Campo de Higgs?

Se concluye, que el Campo de Higgs requiere de un recipiente global esférico que lo contenga. De otra forma, no se podría entender la existencia de un campo de interacción de este tipo totalmente aislado de algún ente físico.

La consecuencia inmediata derivada de los cuestionamientos presentados, sería que ya no existiría la necesidad de un Bosón de  Higgs que intervenga en los procesos de dar masa a las partículas subatómicas, ya que el Campo de Higgs desde el punto de vista ya explicado, se bastaría solo para hacer labor de compresión provocando generación de masa y consecuentemente materia. También ya no sería necesaria la aparición del hipotético Bosón llamado Gravitón como transmisor de la gravedad, pues es implícito que también es tarea que cumpliría el Campo de Higgs.

De todas formas, si los físicos tienen la necesidad de cuantizar microregiones del campo  gravitatorio  a  partir  de  partículas  de  energía  gravitatoria, no  sería idea desproporcionada  considerar la  asociación de los dos nombres de los bosones hipotéticos que supuestamente intervienen en mecanismos como los que contempla la idea de Peter  Higgs, pudiéndoseles llamar Gravitones de Higgs.

La energía de enlace gravitatorio a partir de gravitones de Higgs, debería tener considerada una cuantización en un valor correspondiente  derivado  de  su  existencia  como  parte  del  global  de  energía gravitatoria primaria contenida en el Universo global. Sería tarea de físicos teóricos profesionales hacer las formulaciones matemáticas pertinentes correspondientes a los enunciados físicos establecidos en este texto.

 Sin embargo, hay que considerar que estos hipotéticas Gravitones de Higgs, no viajarían libremente intercambiando energía entre  partícula y partícula de materia, sino que más bien se hallarían como parte integrante de un tejido gravitacional alrededor de ella, sirviendo como  elementos  de  empuje  del  campo gravitacional primario haciendo presión positiva en forma homogénea alrededor y sobre los protones de los núcleos atómicos provocándoles masa, consistencia y estabilidad, por lo cual  ¡no serían intercambiables, sino agrupables y/o desplazables como si fueran moléculas de agua alrededor de la materia!

Un ejemplo del comportamiento de la gravedad primaria estacionaria en donde hay cuerpos y partículas con masa inmersos dentro de esos campos interactivos, podría representarlo un pez dentro de una pecera esférica cerrada. Este se mueve y desplaza las moléculas de agua contenidas en la pecera, las cuales regresan a sus lugares cuando este habría pasado al desplazarse a otro lugar diferente.

El Gravitón de Higgs, sería, pues, una molécula gravitacional perteneciente al campo gravitacional primario del universo global esférico (Campo de Higgs), que no se ve, pero que si hace sentir efectos gravitacionales alrededor de las masas que en forma de partículas y cuerpos de materia existen dentro de él.

 Fundamentalmente porque, como en el agua de la pecera, el universo esta lleno de moléculas gravitacionales enlazadas magnéticamente (o gravitacionalmente, que es lo mismo), formando entre todas un global gravitacional: el campo  gravitacional primario existente distribuido a partir de superficies equipotenciales establecidas  dentro  del  universo global esférico. Siendo en el punto central del  UG,  donde el extremo de todas las líneas de fuerza magnética generadas, convergen. En el sentido opuesto, estas mismas líneas magnéticas se enlazan a su origen que es la cara interna del Universo global.

Se deduce, que es en este punto donde se encuentra constituido  el centro de gravedad del Universo global, que, aunque vació de materia, debe ejercer atracción sobre la que se encuentre en existencia dentro de él. Por lo que toda esa materia (galática) tendrá que ponerse en movimiento relativo alrededor de ese punto directriz.

El anterior argumento da consistencia a la idea considerada en la primera parte de este libro, en el sentido de que el universo de materia  (todo el material galáctico) tiene un movimiento cometario alrededor de ese centro de atracción gravitacional del universo global.

El caso es que un cuerpo masivo agrupará alrededor de su entorno  una mayor cantidad de moléculas gravitacionales o Gravitones de Higgs (GH), resultando una suma de fuerzas gravitacionales  primarias y  secundarias,  proporcionales a la cantidad de masa sobre la que inciden  fuerzas compresoras en los núcleos atómicos (protones) debido a la presencia de tal campo de Higgs.

En la realidad, lo que hace una ley newtoniana o einsteniana de la gravedad, es explicarnos matemáticamente los efectos gravitatorios observados, ¡no lo que realmente sucede físicamente puesto que no se ha establecido una teoría física gravitatoria que lo explique!  La idea que aquí se expone aunque es sólo una hipótesis, bien podría guiar hacia una teoría física matemática sobre la gravitación, que podría ser congruente y derivada de tales hechos hipotéticos presentados.

Por otro lado, no quedaría debidamente reforzado el argumento anterior referido a la naturaleza de la gravedad y su interacción con la materia, si no consideramos las  ideas  que sobre las partículas y su estatus dentro del Modelo Standard de las partículas consideran los físico teóricos, y mas que nada los físicos de partículas de altas energías.

En relación al protón y el electrón, que nadie sabe su origen (en este libro se establece su origen y lo sabrán quienes lo lean) los físicos de partículas los utilizan para establecer matemáticamente mediante experimentación un Modelo Standard de partículas y sus interacciones, gracias a que tienen a su disposición permanente estas partículas subatómicas para estudiarlas y experimentar con ellas.  En el caso de los quarks, solo se explica matemáticamente la energía que contienen, por los efectos que se observan gracias a las evidencias que se presentan derivadas de un flash fotográfico, ó equivalente, ocurrido en el momento de la aniquilación de partículas subatómicas detectadas en un acelerador de partículas.   ¡Ya que un quark no puede ser aislado por ningún motivo! , lo que impide usarlo aisladamente como elemento de experimentación.

                                                                                                    ¡¡SALUDOS!! de Don José Ramón Vidal para todos ustedes lectores.

“En Cosmología, las condiciones “iniciales” raramente son absolutamente iniciales, pues nadie sabe como calcular el estado de la materia y el espacio-tiempo antes del Tiempo de Planck, que culminó alrededor de 10^-43 de segundo Después del Comienzo del Tiempo.”

Es verdaderamente encomiable la pertinaz insistencia del ser humano por saber, y, en el ámbito de la Astronomía, desde los más remotos “tiempos” que podamos recordar o de los que tenemos alguna razón, nuestra especie ha estado interesada en saber, el origen de los objetos celestes, los mecanismos que rigen sus movimientos y las fuerzas que están presentes.

Claro que, nosotros, los Humanos, llevamos aquí el tiempo de un parpadeo del ojo si lo comparamos con el Tiempo del Universo. Sin embargo, nos hemos valido de todos los medios posibles para llegar al entendimiento de las cosas, incluso sabemos del pasado a través del descubrimiento de la vida media de los elementos y mediante algo que denominamos datación, como la del Carbono 14, podemos saber de la edad de muchos objetos que, de otra manera, sería imposible averiguar. La vida de los elementos es muy útil y, al mismo tiempo, nos habla de que todo en el Universo tiene un Tiempo Marcado. Por ejemplo, la vida media del Uranio 238 sabemos que es de 4.000 millones de años, y, la del Rubidio tiene la matusalénica vida media de 47.000 millones de años, varias veces la edad que ahora tiene el Universo.

Lepidolita, una de las mayores fuentes del raro rubidio y del cesio. El rubidio también fue descubierto, como el cesio, por los físicos alemanes Robert Wilhem Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff en 1861; en este caso por el método espectroscópico. Su nombre proviene del latín “rubidus” (rubio), debido al color de sus líneas en el espectro

El pensamiento “generalizado” hoy en día en la mayoría de los astrónomos, astrofísicos y demás científicos afines a la ciencia del Universo, es que, pueden existir milesl planetas habitados dentro de nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea. Ahora sabemos que el Universo no conoce límite alguno ni en el espacio ni en el tiempo que, según todos los indicios, ha estado expandiéndose durante 13.700 millones de años que, es un período de tiempo más que suficiente para que las estrellas que han exisitido desde entonces, tuvieran el tiempo necesario para producir todos los elementos que conocemos y que hicieron posible el surgir de la vida aquí en la Tierra y…probablemente, en “otras Tierras” que en la Galaxia Vía Láctea estén, y, de la misma manera, en los miles de millones de galaxias que pueblan el vasto universo que hemos llegado a conocer.

Más allá de la metagalaxia, a la que pertenecen todos los sistemas galácticos que conocemos, tienen, necesariamente, que existir otros mundos que, como el nuestro, estén habitados por seres de toda índole y pelaje, inteligentes también. La metagalaxia consta de hipergalaxias, es decir, de grupos de sistemas galácticos. Nuestro sistema galáctico consta cuenta con dos “satélites”: la Gran Nebulosa de Magallanes, distante 38.000 Parsec de nosotros y la Pequeña Nebulosa de Magallanes, a 36.000 Parsecs. La Nebulosa de Andrómeda es un sistema compuesto por cinco galaxias. Por lo general existen “puentes” de estrellas entre galaxias que constituyen un grupo. Se podría decir que que los grupos de galaxias estarían unidos por hilos de estrellas de manera tal que, muchas veces, nos cuesta trabajo asegurar a qué galaxia pertenece una estrella determinada.