Mar
19
¡Los cuantos!
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (4)
LA MAGIA DE LOS CUANTOS
“Pasaron siglos y a principios del siglo XX la física estaba metida en tratar de entender algunos fenómenos que parecían contradecir las teorías existentes en esos días. Uno de esos fenómenos/problemitas consistía en describir la radiación (luz) que emiten los cuerpos calientes. Es probable que alguna vez hayas calentado (o visto a alguien hacerlo) un trozo de carbón o de metal. Seguramente habrás notado que conforme el carbón se calienta éste cambia de color (y lo mismo para el metal).”
Curvas de emisión de cuerpos negros a diferentes temperaturas comparadas con las predicciones de la física clásica anteriores a la ley de Planck.
“La ley de Planck describe la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro en equilibrio térmico en una temperatura definida. Se trata de un resultado pionero de la física moderna y la teoría cuántica.
La constante de Planck es una constante física que desempeña un papel central en la teoría de la mecánica cuántica y recibe su nombre de su descubridor, el físico y matemático alemán Max Planck, uno de los padres de dicha teoría. Denotada como {\displaystyle h}, es la constante que frecuentemente se define como el cuanto elemental de acción. Planck la denominaría precisamente «cuanto de acción», debido a que la cantidad denominada acción de un proceso físico (el producto de la energía implicada y el tiempo empleado) solo podía tomar valores discretos, es decir, múltiplos enteros de .
Fue inicialmente propuesta como la constante de proporcionalidad entre la energía de un fotón y la frecuencia de su onda electromagnética asociada. Esta relación entre la energía y la frecuencia se denomina «relación de Planck-Einstein.”
La Física del siglo XX empezó exactamente en el año 1900, cuando el físico alemán Max Planck propuso una posible solución a un problema que había estado intrigando a los físicos durante años. Es el problema de la luz que emiten los cuerpos calentados a una cierta temperatura, y también la radiación infrarroja emitida, con menos intensidad, por los objetos más fríos.
Estaba bien aceptado entonces que esta radiación tenía un origen electromagnético y que se conocían las leyes de la naturaleza que regían estas ondas electromagnéticas. También se conocían las leyes para el frío y el calor, la así llamada “termodinámica”, o al menos eso parecía. Pero si usamos las leyes de la termodinámica para calcular la intensidad de la radiación, el resultado no tiene ningún sentido. Los cálculos nos dicen que se emitiría una cantidad infinita de radiación en el ultravioleta más lejano, y, desee luego, esto no es lo que sucede. Lo que se observa es que la intensidad de la radiación muestra un pico a una cierta longitud de onda característica, y que la intensidad disminuye tanto para las longitudes mayores como para las longitudes menores. Esta longitud característica es inversamente proporcional a la temperatura absoluta del objeto radiante (la temperatura absoluta se define por una escala de temperatura que empieza a 273 ºC bajo cero). Cuando a 1.000 ºC un objeto se pone al “rojo vivo”, el objeto está radiando en la zona de la luz visible.
Lo que Planck propuso fue simplemente que la radiación sólo podía ser emitida en paquetes de un tamaño dado. La cantidad de energía de uno de esos paquetes, o cuantos, es inversamente proporcional a la longitud de onda y, por tanto, proporcional a la frecuencia de la radiación emitida. La fórmula es
E = h x v,
donde E es la energía del paquete, v es la frecuencia y h es una nueva constante fundamental de la naturaleza, la constante de Planck. Cuando Planck calculó la intensidad de la radiación térmica imponiendo esta nueva condición, el resultado coincidió perfectamente con las observaciones.
Mar
19
¡Los cuantos! II
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (0)
Pero para los electrones todo es muy diferente. Su comportamiento parece estar envuelto en misterio. Es como si pudiera “existir” en diferentes lugares simultáneamente, como si fuera una nube o una onda, y esto no es un efecto sin importancia. Si realizamos experimentos con suficiente precisión, se puede determinar que el electrón parece capaz de moverse simultáneamente a lo largo de trayectorias muy separadas unas de otras. ¿Qué puede significar todo esto?
Niels Bohr consiguió contestar a esa pregunta de forma tal que con su explicación se pudo seguir trabajando y muchos físicos siguen considerando su respuesta satisfactoria. Se conoce como la “interpretación de Copenague” de la mecánica cuántica. En vez de decir que un electrón se encuentra en un punto X o un punto Y, nosotros hablamos acerca del estado de un electrón. Ahora no sólo tenemos el estado “X” o el estado “Y”, sino estados “parcialmente X y también parcialmente Y”. Un único electrón puede encontrarse, por tanto, en varios lugares simultáneamente. Precisamente lo que nos dice la mecánica cuántica es cómo cambia el estado del electrón según transcurre el tiempo.
Para que las reglas de la mecánica cuántica funcionen, es necesario que todos los fenómenos naturales en el mundo de las cosas pequeñas estén regidos por las mismas reglas. Esto incluye a los virus, bacterias e incluso a las personas. Sin embargo, cuanto más grande y más pesado es un objeto más difícil es observar las desviaciones de las leyes del movimiento “clásicas” debidas a la mecánica cuántica.
Está claro que, el todo es la suma de las partes, pero sólo se puede hacer la suma si todas las partes obedecen a las mismas leyes. Por ejemplo, la constante de Planck , h = 6,626075… x 10ˉ³⁴ julios segundo, debe ser exactamente la misma para cualquier objeto en cualquier sitio, es decir, debe ser una constante universal.
Las reglas de la mecánica cuántica funcionan tan bien que refutarlas resulta realmente difícil. Los trucos ingeniosos descubiertos por Werner Heisenberg, Paul Dirac, Feymann y muchos otros mejoraron y completaron las reglas generales. Pero Einstein y otros pioneros tales como Erwin Schrödinger, siempre presentaron serias objeciones a esta interpretación. Quizá funcione bien, pero ¿Dónde está exactamente el electrón, en el punto X o en el punto Y? En definitiva, ¿Dónde está en realidad?, cuál es la realidad que hay detrás de nuestras fórmulas? Si tenemos que creer a Bohr, no tiene sentido buscar tal realidad. Las reglas de la mecánica cuántica, por sí mismas, y las observaciones realizadas con detectores son las únicas realidades de las que podemos hablar.
A la derecha; MOSCÚ, el monumento a Einstein y Bohr
Todos sabemos de las controversias entre Einstein y Bohr en relación a todo esto, y, veremos, si finalmente, no vuelve el punto de vista de Einstein, ya que, según todos los indicios, en el punto de vista de la “interpretación de Copenhague” parece faltar algo, ya que, al tratar de formular la mecánica cuántica para todo el Universo (donde las medidas no se pueden repetir) y cuando se trata de reconciliar las leyes de la mecánica cuántica con las de la gravitación, surgen serios problemas.
¿Son antagónicas? ¿Por qué no se quieren juntar? La Gravedad no está en el Modelo Estandar
Podemos finalizar este comentario diciendo que, la realidad lo que se impone es buscar una teoría cuántica de la gravedad que nos pueda explicar, todas las cuestiones que, de momento, ignoramos, y, tal ignorancia, desemboca en especulaciones y conjeturas de las que, algún día, surgirán las respuestas.
¡La Física! ¿Cuántos misterios nos guarda?
emilio silvera
Mar
19
¿Otras Tierras?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (0)
La Tierra ya tiene sustituto: el descubrimiento de los científicos que te dejará sin palabras
El descubrimiento de los científicos ha dejado al mundo sin palabras, la Tierra ya tiene sustituto. La ciencia intenta colocar nuestro planeta en un lugar del universo, a través de los sistemas que tiene de exploración que cada vez son más precisos.
Parece ciencia ficción, pero se ha descubierto un planeta muy parecido al nuestro con unas cualidades que podrían hacer que albergue vida en el presente o en un futuro. Un sustituto que podemos tener en cuenta en una futura y lejana exploración espacial. Este descubrimiento abre la puerta a un lugar en el que quizás la humanidad pueda asentarse.
Ya tiene sustituto la Tierra
El planeta Tierra ya tiene sustituto según los expertos. Mirar más allá de nuestro planeta es algo que hemos hecho durante la parte final del siglo XX con una serie de dispositivos y técnicas primerizas. La exploración espacial parecía el siguiente paso cuando ya tenemos muy claro cómo es nuestro planeta y que nos espera.
La imagen de arriba es un añadido al reportaje para hacerlo más atractivo (al final se adjunta un Video anexo a esta imagen)
El futuro del lugar en el que vivimos parece que está sentenciado. Como el resto de los planetas que vemos, tiene un inicio y un final, pero lo peor de esta secuencia es el papel de los humanos. La facilidad con la que nos reproducimos ha hecho que el planeta se quede sin recursos en muy poco tiempo.
Imagen que se añade fuera de contexto para dar más comprensión al artículo: El Será una gigante roja
En algún momento, se convertirá en insostenible, aunque antes quizás el ser humano se haya destruido a sí mismo, a través de las distintas guerras. Existen varias posibilidades, además del curso natural de la Tierra o también una de las catástrofes que ya extinguió a los dinosaurios, la llegada de un meteorito que ponga en riesgo la vida en este planeta.
Por lo que, saber si hay otros lugares en los que el ser humano pudiera establecerse es fundamental. Especialmente si tenemos en cuenta que estamos ante una cuenta atrás o final que quizás todo el mundo anticipa y debemos tener en mente. Este final de ciclo se relaciona especialmente con una posible salida a tiempo del planeta.
Lo que parece ciencia ficción podría ser una necesidad hacia una dirección que nos asegurará un futuro distinto. La humanidad mira a las estrellas y gracias a este lugar que ha descubierto la ciencia, podría tener un rumbo fijo al que mirar, un destino soñado en todos los sentidos.
El descubrimiento de los científicos que te dejará sin palabras
El descubrimiento de nuevos planetas está en el orden del día. Vivimos en un universo que quizás sea más grande de lo que nos imaginamos, con lo cual, miremos adonde miremos, puede haber vida. Esas estrellas que vemos brillar a millones de kilómetros pueden esconder un sistema como el nuestro.
Un lugar en el que quizás nos refugiaremos en un futuro o será una puerta de entrada para un nuevo inicio. O rizando más el rizo puede ser el origen de los primeros extraterrestres con quienes se realice un primer contacto. Algo que quizás nos sorprenda, pero la NASA ya ha dejado muy claro que tiene restos biológicos que proceden de fuera de nuestro planeta.
Científicos descubren un nuevo planeta que podría ser un reemplazo de la Tierra
Este 2024 ha empezado con este sorprendente descubrimiento que según los expertos: “Un planeta de 1,55 R zona habitable albergado por TOI-715, una estrella M4 cercana the ecliptic South Pole”. Esta novedad que tenemos en el universo se ha publicado en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Para el resto de los mortales es solo unos números y unas letras, pero para los expertos, tiene todo el significado y abre la puerta a la esperanza. Un giro de guion que podría dejar una serie de elementos que son claves y que podría acabar de dar ese empujón que necesitamos hacia el futuro.
Situado en la zona habitable de su estrella
Así es la “Súper Tierra”, el planeta que encontró la NASA y que podría ser habitable
Este nuevo exoplaneta, denominado TOI-715 b, que se encuentra a tan solo 137 años luz de distancia de la Tierra,
Llegan noticias lejanas, aunque no se puede comprobar in situ. Este planeta que puede llegar a tener vida, debido a la distancia de una estrella similar al sol y unas cualidades que le permitirán ser muy similar a nuestro planeta azul. Pero no se pueden comprobar otros factores que son claves.
Quizás nunca sepamos qué o quién vive en él, pero quizás acabe siendo el mejor sustituto de la Tierra que podemos tener. Una opción que tendremos en la retaguarda, cuando nuestra vida aquí empiece una cuenta atrás que puede ser verdadera en cuestión de años.
Nunca se sabe qué puede pasar, pero lo que es seguro es que tendremos que esperar para ver qué es lo que nos depara el futuro. De momento el tiempo es el que marca la diferencia y quizás nos empuje a tener en mente una serie de alternativas que acabará siendo lo que marque una importante diferencia. El destino de la humanidad quizás acabe siendo incierto, aunque nunca se sabe hasta dónde tenemos que llegar.
Fuente: Ok Diario
Fuera de contexto:
Como tantas veces dijimos aquí, solo en la Vía Láctea serán decenas de miles los planetas habitables
Mar
18
El Modelo Estándar
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (0)
Mar
18
¿Podría ser el valor de G decreciente?
por Emilio Silvera ~ Clasificado en General ~ Comments (8)
Estas son a modo de muestra de otras muchas que existen
Pero, ¿Qué son en realidad las constantes? Aunque apenas hemos comenzado a profundizar sobre este tema, ahora que tenemos más clara la identidad de algunas constantes será más fácil definirlas. Una constante física es el valor de una magnitud que permanece invariable en los procesos físicos a lo largo del tiempo. Las magnitudes pueden variar, cosa que tiene sentido, o estaríamos ante un universo muerto. Sin embargo, como veíamos, existen valores que no lo hacen, convirtiéndose en auténticas piedras de toque existenciales.
Si algunas de estas constantes variara, probablemente el universo dejaría de ser como es. Los valores son muy finos, verdaderamente delicados, lo que ha llevado a numerosas cuestiones filosóficas: ¿por qué justo estos valores? Unas cifras constantes que permiten la existencia. Pero dejando de lado las hipótesis y cábalas más díscolas, lo cierto es que por el momento no concebimos que el universo pudiera ser de otra forma. Los valores son lo que tienen que ser, sin más.
Nadie ha sabido responder a la pregunta de si las constantes de la naturaleza son realmente constantes o llegará un momento en que comience su transformación. Hay que tener en cuenta que para nosotros, la escala del tiempo que podríamos considerar muy grande, en la escala de tiempo del Universo podría ser ínfima. El Universo, por lo que sabemos, tiene 13.750 millones de años. Antes que nosotros, el reinado sobre el planeta correspondía a los dinosaurios, amos y señores durante 150 millones de años, hace ahora de ello 65 millones de años. Mucho después, hace apenas 2 millones de años, aparecieron nuestros antepasados directos que, después de una serie de cambios evolutivos desembocó en lo que somos hoy.
Mucho tiempo ha pasado desde que esta imagen era el presente, y, sin embargo, para el Universo supone una ínfima fracción marcada por el Tic Tac Cósmico de las estrellas y galaxias que conforman la materia de la que provenimos.