sábado, 16 de diciembre del 2017 Fecha
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Imaginación sin límite pero… ¿sabremos comprender?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Fuerzas de la Naturaleza    ~    Comentarios Comments (0)

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cluster-galaxias

A cualquier región del Universo que podamos enfilar nuestros telescopios… Como media, siempre veremos las mismas cosas y se producirán los mismos fenómenos

Está claro que pensar siquiera en que en nuestro Universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, habrá distintas leyes físicas, sería pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar  y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario,  los científicos suponen con prudencia que, sean cuales fueran las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte del Cosmos por muy remota que se encuentre aquella región; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos y las fuerzas que intervinieron para formarlo también.

                             La materia y las fuerzas que conforman nuestro Universo

Las fuerzas fundamentale son


Tipo de Fuerza

Alcance en m

Fuerza relativa

Función

Nuclear fuerte

<3×10-15

1041

Une Protones y Neutrones en el núcleo atómico por medio de Gluones.
Nuclear débil

< 10-15

1028

Es responsable de la energía radiactiva   producida de manera natural.  Portadoras W y Z-
Electromagnetismo

Infinito

1039

Une los átomos para formar moléculas; propaga la luz y las ondas de radio y otras formas de energías eléctricas y magnéticas por medio de los fotones.
Gravitación

Infinito

1

Mantiene unidos los planetas del Sistema Solar, las estrellas en las galaxias y, nuestros pies pegados a la superficie de la Tierra. La transporta el gravitón.

Fue Einstein el que anunció lo que se llamó principio de covariancia: que las leyes de la naturaleza deberían expresarse en una forma que pareciera la misma para todos los observadores, independientemente de dónde estuvieran situados y de cómo se estuvieran moviendo. En caso contrario… ¿En qué clase de Universo estaríamos?

Lo cierto es que Einstein fue muy afortunado y pudo lanzar al mundo su teoría de la relatividad especial, gracias a muchos apoyos que encontró en Mach, en Lorentz, en Maxwell… En lo que se refiere a la relatividad general, estuvo dando vueltas y vueltas buscando la manera de expresar las ecuaciones de esa teoría pero, no daba con la manera de expresar sus pensamientos.

Sin embargo, fue un hombre con suerte, ya que,  durante la última parte del siglo XIX en Alemania e Italia, matemáticos puros habían estado inmersos en el estudio profundo y detallado de todas las geometrías posibles sobre superficies curvas. Habían desarrollado un lenguaje matemático que automáticamente tenía la propiedad de que toda ecuación poseía una forma que se conservaba cuando las coordenadas que la describían se cambiaban de cualquier manera. Este lenguaje se denominaba cálculo tensorial. Tales cambios de coordenadas equivalen a preguntar qué tipo de ecuación vería alguien que se moviera de una manera diferente.

Einstein se quedó literalmente paralizado al leer la Conferencia de Riemann. Allí, delante de sus propios ojos tenía lo que Riemann denominaba Tensor métricoEinstein se dio cuenta de que era exactamente lo que necesitaba para expresar de manera precisa y exacta sus ideas. Así  llegó a ser  posible la teoría de la relatividad general.

matriz

Gracias al Tensor de Rieman, Einstein pudo formular:  T_{ik} = \frac{c^4}{8\pi G} \left [R_{ik} - \left(\frac{g_{ik} R}{2}\right) + \Lambda g_{ik} \right ]

Recordando aquellos años de búsqueda e incertidumbre, Einstein escribió:

“Los años de búsqueda en la oscuridad de una verdad que uno siente pero no puede expresar el deseo intenso y la alternancia de confianza y desazón hasta que uno encuentra el camino a la claridad y comprensión sólo son familiares a aquél que los ha experimentado. 

 

Einstein, con esa aparentemente sencilla ecuación que arriba podemos ver, le dijo al mundo mucho más, de lo que él mismo, en un principio pensaba. En ese momento, se podría decir, sin temor a equivocarnos que comenzó la historia de la cosmología moderna. Comprendidmos mejor el universo, supimos ver y comprender la implosión de las estrellas obligadas por la gravedad al salir de la secuencia principal, aprecieron los agujeros negros… y, en fin, pudimos acceder a “otro universo”.

Es curioso como la teoría de la relatividad general nos ha llevado a comprender mejor el universo y, sobre todo, a esa fuerza solitaria, la Gravedad. Esa fuerza de la naturaleza que ahora está sola, no se puede juntar con las otras fuerzas que -como tantas veces hemos comentado aquí-, tienen sus dominios en la mecánica cuántica, mientras que la gravitación residen en la inmensidad del cosmos; las unas ejercen su dominio en los confines microscópicos del átomo, mientras que la otra sólo aparece de manera significativa en presencia de grandes masas galácticas, estelas y de objetos que, como los agujerods negros y los mundos, emiten la fuerza curvando el espacio a su alrededor y distorsionando el tiempo si su densidad llega a ser extrema.

Cuando miramos al cielo nocturno -en la imagen de arriba lo hacemos desde Tenerife-  y nos sentimos reducidos, empequeñecidos por la inmensidad de las luces celestes que puntúan en el cielo, estamos mirando realmente una minúscula porción de las estrellas localizadas en el brazo de Orión. El resto de los 200 mil millones de estrellas de la Vía Láctea están tan lejanas que apenas pueden ser vistas como una cinta lechosa que cruza el cielo nocturno.

Resultado de imagen de La galaxia Andrómeda se acerca para fusionarse con la Vía Láctea

Cuando recordamos que la galaxia Andrómeda se está acercando a la Vía Láctea a unos 300 km/s, y sabiendo lo que ahora sabemos, no podemos dejar de preguntarnos ¿dónde estará la Humanidad dentro de cinco mil millones de años? Si tenemos la suerte de haber podido llegar tan lejos -que es dudoso-, seguramente,  nuestra inmensa  imaginación habrá desarrollado conocimientos y tecnologías suficientes para poder escapar de tan dramático suceso. Estaremos tan ricamente instalados en otras galaxias, en otros mundos. De alguna manera… ¿No es el Universo nuestra casa?

emilio silvera

Fuerzas que el hombre no domina

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Fuerzas de la Naturaleza    ~    Comentarios Comments (1)

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Volcán Nueva Zelanda

Así lo han descubierto un grupo de investigadores tanto de Nueva Zelanda como de los Estados Unidos: en unos volcanes de Nueva Zelanda se encuentra un gran tesoro. ¿Cuál? Grandes depósitos de plata y oro con un valor de 3 mil millones de dólares cada uno. Asombroso, ¿no te parece? Sin embargo…, aún no se cree probable que se puedan extraer de la zona volcánica de Taupo, donde tuvo lugar el hallazgo.

 

Los volcanes han sido a lo largo de nuestra historia uno de los fenómenos naturales más temibles para la región en la que estuvieran situados. Todos nos acordamos de una larga lista de famosos volcanes que dejaron muerte y destrucción.


El riesgo de erupción naranja corresponde al cuarto nivel en una escala de cinco grados, correspondiéndose al estado anterior a una erupción inminente. La actividad sísmica en el noroeste de Vatnajökull ha estado amenazando estos últimos días. Unos cientos de sismos se han localizado en Bárðarbunga en este mismo mes. Algunos de estos terremotos eran ya de considerable magnitud. La actividad sísmica continúa  y el “monstruo” dormido, conocido como  Bárðarbunga en Islandia, puede causar algunos problemas.

Este Volcan tiene una historia larga de erupciones: 1080(?), 1159(?), ca. 1210, ca. 1270, ca. 1350, ca. 1410(?), 1477 (very large effusive-explosive eruption), 1697, 1702, 1706, 1712, 1716, 1717, 1720, 1726, 1729, 1739, 1750, 1766, 1769, 1797, 1807(?), 1862-64, 1872(?), 1902-03, 1910, 2014.

La erupción del volcán Ontake deja un muerto y una treintena de heridos en Japón

Imagen del momento de la erupción del Monte Ontake Reuters/ Kyodo. La erupción del monte Otake deja al menos ocho heridos y provoca el caos aéreo en el centro de Japón. La erupción del Monte Ontake, el segundo volcán más alto de Japón y ubicado a unos 100 kilómetros de Nagoya (centro).

            Mapa del epicentro e impacto sísmico del terremoto el año pasado.

El terremoto de las Islas Salomónde 2013 fue un sismode 8,0 grados en la escala sismológica de magnitud de momento ocurrido el 6 de febrero de 2.013,  en la provincia de Temotu  y con una profundidad de 28,7 km. Como consecuencia del sismo, un tsunami que causó la muerte a nueve personas. El terremoto se produjo debido a la interacción entre la placa australiana y la placa del Pacífico. Las Islas Salomón se asientan sobre el llamado “Anillo de Fuego del Pacífico”, un área de gran actividad sísmica y volcánica sacudida por unos 7.000 temblores al año, la mayoría moderados.

En este mismo lugar, hace unos pocos días pudimos leer la noticia:

Honiara 1

                                                    Vista panorámica de Honiara

“Sídney (Australia), 25 sep (EFE).- Un terremoto de 6 grados de magnitud en la escala abierta de Richter sacudió hoy las aguas en el oeste de las Islas Salomón, en el Pacífico Sur, sin que se haya informado de víctimas morales o daños materiales hasta el momento. El Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), que registra la actividad sísmica en todo el mundo, localizó el hipocentro a 10 kilómetros de profundidad y a 390 kilómetros al oeste de Honiara, la capital.”

El Cinturón de Fuego se extiende sobre 40.000 km (25.000 millas) y tiene la forma de una herradura. Tiene 452 volcanes y concentra más del 75% de los volcanes activos e inactivos del mundo. Alrededor del 90% de los terremotos del mundo y el 80% de los terremotos más grandes del mundo se producen a lo largo del Cinturón de Fuego. La segunda región más sísmica (5-6% de los terremotos y el 17% de terremotos más grandes del mundo) es el cinturón Alpide, el cual se extiende desde Java a Sumatra a través del Himalaya, el Mediterráneo hasta el Atlántico. El cinturón de la dorsal Mesoatlántica es la tercera región más sísmica.

La unívoca asociación de los volcanes activos con las zonas de subducción de las grandes placas tectónicas permite localizar casi todas las erupciones recientes alrededor del océano Pacífico y, sobre todo, en América central, Sudamérica, Filipinas, Japón y Kamchatka. Una categoría menos común incluye los volcanes asociados a los puntos calientes, donde las placas tectónicas se ven atravesadas por flujos magmáticos procedentes del manto, a la cual pertenecen los volcanes de Hawai y África central.

Vesubio

                       El Vesubio en Italia que a lo largo de la historia nos dejó una profunda huella

Las erupciones históricas más conocidas son las Théra, en Grecia (alrededor del 1.500 a. C.), del Vesubio en Italia (79 a. C.) y del Cracatoa (1.883 d. C.) en Indonesia, y el del monte St. Helens en el estado de Washington en 1.980. Éste último caso es la erupción volcánica mejor estudiada hasta la fecha. Se conoce, no solamente el volumen de los depósitos expulsados (0’18 Km3) y de lava (0’5 Km3), sino también un detallado desglose de la energía relacionada con la erupción.

Los flujos de calor dominan en el proceso: la energía térmica de los productos expulsados, las avalanchas, los chorros de agua, los flujos piroplásticos y las nubes de ceniza, dan un total de 1’66 EJ, cerca de veinte veces la energía cinética total de la erupción.

                                                                                  Monte St. Helens

El 18 de mayo de 1.980, el volcán del monte St. Helens desarrolló, durante nueve horas de erupción, una energía total de 1’7 EJ, lo que equivale a una potencia media de 52 TW, es decir, unas cinco veces el consumo anual mundial de energía en el sector primario en los primeros años noventa. Aún más potentes fueron las de Bezymyannyi, Kamchatka, en 1.956 (3’9 EJ), y la de Sakurajima, Japón, en 1.914 (4’6 EJ). La mayor erupción que tuvo lugar en el siglo XIX fue la del volcán Tambora, en 1.815, que liberó más de 80 EJ de energía (basado en los depósitos de cenizas) que es un orden de magnitud superior a los anteriormente mencionados. Pero incluso la más potente erupción conocida es irrelevante comparada con las sucedieron hace varios vientos de miles de años, y que a su vez, son pequeñas comparadas con las erupciones magmáticas más antiguas.

Resultado de imagen de Debajo del parque de Yellowstone, una monstruosa pluma de roca calienteImagen relacionada

                   ¡Cuando Yellowstone estalle! En la segunda imagen se ve la Vía Láctea sobre el Parque

Debajo del parque de Yellowstone, una monstruosa pluma de roca caliente levanta la tierra y la hace temblar. Las pasadas erupciones tuvieron una potencia comparable a la de mil montes Saint Helens. El futuro es imprevisible.  Cuando la Naturaleza se enfada… nosotros a temblar.

A veces estornuda y nos arrasa un huracán. O a veces carraspea un poco y nos graniza que da miedo. O incluso se estira un poco y nos sacuden los terremotos. Pero nada es tan temible como si un día la tierra decidiera encender una de sus “pipas”. Sólo el humo de su tabaco nos mataría. Este gráfico del National Geographic sobre Yellowstone nos puede dar una idea real de las dimensiones de una de esas “pipas”. Me gustó mucho cuando lo ví en papel. Pero también se puede encontrar en la red. Aquí está un enlace por si a alguien le interesa que pase y mire…:

Yellowstone

Yellowstone erupcionó por vez hace 640.000 años. En el futuro, se está por ver.  Debajo del parque de Yellowstone, una monstruosa pluma de roca caliente levanta la y la hace temblar. Las pasadas erupciones tuvieron una potencia comparable a la de mil montes Saint Helens. El futuro es imprevisible.  Cuando la Naturaleza se enfada… nosotros empezamos a temblar.

http://www.nationalgeographic.com.es/2009/10/29/cuando_yellowstone_estalle.html

Entre las cerca de diez calderas jóvenes, enormes cráteres formados en las gigantescas erupciones que se produjeron en el último millón de años, están la de Yellowstone (formada hace 600.000 años, con un diámetro de 70 Km y 1.000 m3 de material expulsado, principalmente piedra pómez y cenizas), y la de Toba (situada en el noroeste de Sumatra, formada hace 75.000 años, de casi 100 Km de anchura y con más de 2.000 m3 de material eyectado).

Un prolongado periodo de erupciones volcánicas que empezó hace 66 millones de años – varios cientos de millones de años de cataclismos que lanzaron a la atmósfera enormes cantidades de cenizas y produjeron dos millones de Km3 de lava, creando la inmensa Decan Traps de la India – parece ser la causa, al menos tan plausible como la colisión de la Tierra con un asteroide, de la masiva extinción que se produjo en la frontera del cretácico y el terciario.

Aunque las erupciones históricas han supuesto una considerable pérdida en vidas humanas (cerca de 250.000 desde 1.700), pérdidas materiales enormes y han sido una de las causas más importantes de los cambios climáticos temporales, ninguna de estas consecuencias está claramente correlacionada con la energía total liberada en las mismas. Las emisiones térmicas son casi siempre dominantes, de una a tres órdenes de magnitud mayores que todos los demás flujos de energía, y se dividen en varias clases de flujos diferentes. En algunas erupciones, la mayor parte de la energía térmica liberada está asociada con la emisión de nubes de cenizas que se elevan hasta la estratosfera; así las cenizas de la erupción del monte St. Helens se elevaron a 20 Km, y otras hasta los 30 Km, e incluso más, con cambios atmosféricos locales y espectaculares puestas de Sol y uno o dos años con temperaturas más bajas de las habituales en algunas regiones. En Nueva Inglaterra, por ejemplo, no hubo verano en 1.816.

En otras erupciones, la mayor parte de la energía térmica es transportada por las corrientes piroclásticas. Estas corrientes se forman por explosión y están compuestas por partículas volcánicas, cuyos tamaños varían entre los μm y varios metros, y gases calientes. Alcanzan temperaturas cercanas a los 1.000º C, se propagan a velocidades de hasta 300 m/s y se extienden a distancias de cientos de kilómetros del lugar de origen.

El Monte Pelée es uno de los más destructivos del planeta. Está situado en el arco volcánico de las Antillas Menores, en la isla de Martinica. La erupción más mortífera fue la de 1902, que mató a más de 30.000 personas, destrozó St. Pierre -que era la capital y la ciudad más poblada y grande de Martinica- y arrasó toda la región.

En la erupción del monte Pelée, isla de Martinica en 1.902, estas nubes incandescentes acabaron con la vida de 28.000 personas. En las erupciones de los volcanes hawaianos, el principal flujo de calor está predominantemente asociado a la emisión de lavas que se desplazan lentamente; así, en la erupción del Mauna Loa en 1.950, con una energía liberada de magnitud parecida a la del monte St. Helens, no se produjeron desplazamientos de lodos, avalanchas ni nubes de cenizas.

http://4.bp.blogspot.com/-HUcvtHcWDHE/U_1FY_pJk_I/AAAAAAAAATU/BfrWBzUkJ7o/s1600/393788.jpg

Siendo espectaculares y a veces devastadoras, las erupciones volcánicas representan una fracción muy pequeña de la energía térmica que mueve la geotectónica terrestre. Suponiendo que en total aflora 1 Km3/año de lava continental y que las erupciones oceánicas contribuyen con otros 4 Km3/año, el calor global perdido anualmente está cerca de los 800 GW, lo cual representa solamente el 2 por ciento del flujo geotérmico terrestre global. La grandiosidad de estos fenómenos está enmascarada en ámbitos de límites regionales, que a nivel global son casi insignificantes.

emilio silvera