Kepler-22b está a aproximadamente 600 años luz de la Tierra

Resulta que si hacemos los cálculos para viajar a Próxima b, la estrella más cercana al Sol, el resultado nos es prometedor. Y, desde luego, los problemas para los viajeros serían incalculables e insalvables en ese medio.

“Con la tecnología de propulsión actual, un viaje tripulado a Próxima Centauri costaría entre 30.000 y 75.000 años para llegar, ya que la nave más rápida disponible (la sonda Voyager 1) tardaría cerca de 77.000 años. Este cálculo varía porque no hay tecnología para viajar a la velocidad de la luz, que es el estándar para las distancias astronómicas, ya que la distancia hasta Próxima Centauri es de 4.2 años luz. “

Si pudiéramos viajar a la velocidad de la luz (que no podemos), nos costaría 600 años en llegar a Kepler 22b,  lo cual actualmente es imposible. Si se usara la tecnología de propulsión más rápida que tenemos (como la de la sonda New Horizons), el viaje duraría aproximadamente 30 millones de años, calculando con el ejemplo de un planeta diferente con distancias similares. 

Actualmente no es posible viajar 30 millones de años en el tiempo, ya que las leyes de la física no permiten viajar en el tiempo hacia atrás. Sin embargo, la criogenización es un área de investigación que podría permitir viajes de larga duración en el futuro, como viajes espaciales de cientos de años, gracias a los avances en la ciencia del frío y la criónica, aunque actualmente no hay garantías de que funcione para revivir personas. 

Criogenización:

• • • Se centra en la posibilidad de preservar a las personas en frío para revivirlas en el futuro.
    • La esperanza es que la crio-preservación pueda funcionar gracias a la mejora continua de la tecnología.
    • No hay garantías científicas en la actualidad de que la criogenización sea exitosa.

• Viajes espaciales:
  • El espacio presenta peligros como la radiación, el aislamiento y la microgravedad que aceleran el envejecimiento celular, según revistacientificasanum.com y DW.
  • Los viajes de larga duración implicarían superar estos obstáculos tecnológicos y biológicos, más allá de la simple criogenización del cuerpo. 

La criogenización presenta efectos negativos significativos sobre el cuerpo humano, principalmente el daño celular por la formación de cristales de hielo que pueden romper tejidos, el daño por la falta de circulación al no haber transporte de oxígeno y nutrientes, y el potencial daño a proteínas y Shock osmótico por los químicos crio protectores.  Además, la viabilidad futura es incierta, ya que el cuerpo podría quedar frágil o el proceso de descongelación y recuperación podría ser un desafío técnico y ético. 

• Cristales de hielo: El agua en las células forma cristales de hielo al congelarse, los cuales expanden y rasgan los tejidos celulares, una de las principales razones por las que la criogenización es perjudicial para el cuerpo humano, especialmente antes de la aplicación de soluciones crio-protectoras.
• Daño por hipotermia y congelación: Las quemaduras frías, la congelación y la hipotermia son peligros directos asociados al proceso de enfriamiento.
• Necrosis: La falta de circulación sanguínea y oxígeno durante el proceso de enfriamiento puede causar necrosis en tejidos y células. 

• • Daño proteico: El frío extremo puede afectar las proteínas, provocando que pierdan su estructura y función, lo que tiene implicaciones negativas para las células.

•  Shcock  osmótico:  La adición de crio-protectores puede causar un shock osmótico en las células debido a los cambios en la concentración de fluidos. 

• Dificultad de congelación uniforme: Es muy difícil conseguir una temperatura uniforme en todo el cuerpo, lo que aumenta el riesgo de daños celulares en algunas áreas. El crio-protector puede no llegar a todas las células.
• Fragilidad del cuerpo: Enfriar un cuerpo a temperaturas criogénicas lo hace extremadamente frágil, lo que podría causar roturas durante el recalentamiento.
• Falta de reanimación exitosa: Actualmente no existe evidencia científica ni casos documentados de que la reanimación exitosa de un cuerpo criogenizado sea posible, y un posible intento podría resultar en daño cerebral severo.
• Condición previa del cuerpo: Los cuerpos criogenizados suelen haber muerto tras una vida de enfermedad y envejecimiento, lo que implica que no llegan al proceso en un estado de salud óptimo. 

Así las cosas, la criogenización uniforme es difícil porque lograr una temperatura homogénea en grandes volúmenes como un cuerpo completo es un desafío, lo que provoca la formación de cristales de hielo que dañan las células. Para combatir esto, se utilizan crio-protectores que evitan la formación de cristales grandes, pero estos no siempre llegan a todas las células por igual, y la velocidad del enfriamiento es crítica para minimizar el daño. 

El tema daría para mucho más, y, no estamos solamente ante la dificultad de lograr viajar a distancias para nosotros inalcanzables, sino que además, los medios para que nuestros cuerpos aguanten y pueden vencer las dificultades reales que se presentarían… ¡están muy lejos de nuestras posibilidades!

La posibilidad del viaje interestelar ha sido debatida arduamente por varios científicos, autores de ciencia ficción y entusiastas. En este sentido, se han publicado muchos trabajos sobre conceptos relacionados. Dados un tiempo de viaje suficiente y un trabajo de ingeniería, son posibles tanto viajes no tripulados como viajes generacionales, aunque representan un considerable reto tanto tecnológico como económico difícil de alcanzar durante algún tiempo, en concreto para sondas tripuladas. La NASA ha estado investigando en estos temas durante varios años, y ha acumulado una serie de aproximaciones teóricas.

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Últimos Modelos creados por un equipo de astrónomos han venido a decir que la Tierra, podría estar fuera de la zona habitable en unos 1.750 Millones de años, mientras que Marte, por ejemplo, podría entrar en ella y, si eso es así (que podría ser), parece que Marte (y otros mundos) sería nuestro hogar en un futuro lejano. Otra noticia nos la ha dado la nave Curiósity que nos dice que el Metano de Marte no es tanto como el que en un principio causó tanta sensación. En aquel momento, muchos pensaron que su fuente estaría en formas de vida microscópica que lo producían. Sin embargo, la noticia hace desvanecerse aquella esperanza.

Como verán, no dejan de producirse noticias nuevas que  vienen a cambiar nuestras percepciones de lo que antes podíamos pensar sobre algunas cosas, y, esto viene a corroborar que, no podemos estar seguros de nada y que, la única verdad en la que podemos confiar es en la “verdad probada” por la Ciencia.

Aquí les dejo de nuevo un reportaje que hice sobre el posible futuro de Marte con nosotros dentro de él. Siempre hemos estado cerca de Marte y, según las últimas noticias… Podría ser el sueño que no dejamos de crecer y que, sin embargo, nunca podemos cumplir.  

                        El Cráneo de Marte en el Cráter Gusev

Por muchas razones, el planeta vecino llamó siempre la atención de los pobladores de la Tierra y, con sus “canales” y su misterioso color rojo, despertó nuestra curiosidad y nos llevó a querer saber más de lo que allí pasaba. Algunas de las imágenes que pudimos obtener nos hizo -en ocasiones- pensar en una posible antigua civilización marciana.

Todos hemos visto, en más de una ocasión, imágenes del planeta Marte de regiones dispares y de variado contenido. Marte, el cuarto planeta desde el Sol, aparece marcadamente rojizo cuando se observa a simple vista. Tiene una delgada atmósfera compuesta (en volumen) por alrededor del 95% de dióxido de carbono, 2,7% de Nitrógeno, 1,6% de Argón, 0,1% de Oxígeno, 0,1% de monóxido de carbono y pequeñas trazas variables de vapor de agua.

La presión atmosférica en la superficie es de unos 6 mbar. Las temperaturas superficiales pueden variar entre 0 y -125ºC, siendo la media de -50ºC. Es relativamente común la presencia de nubes blancas de vapor de agua condensada o de dióxido de carbono, particularmente cerca del terminador  y en latitudes polares.

Existen dos casquetes  de hielo de agua permanentes en los polos, que nunca se funden. En invierno éstos aumentan de tamaño al convertirse en casquetes de dióxido de carbono congelado hasta alcanzar los 60º de longitud. Ocurren esporádicamente tormentas de polvo que llegan a cubrir la totalidad del planeta con una neblina amarilla, oscureciendo los accidentes superficiales más familiares.

                                       Algunas de las imágenes tomadas hicieron pensar en ciudades

La superficie de Marte es basalto volcánico con un alto contenido en hierro y, su oxidación, es la responsable de su color característico rojo oxido. El accidente oscuro más prominente, Syrtis Major, dirigida hacia el Este con una inclinación menor que 1º. Existen muchas áreas de dunas de arena rodeando las más grandes los casquetes polares y constituyendo los mayores campos de dunas del Sistema Solar.

Imágenes de la NASA muestran “sombras de árboles” sobre la superficie de las dunas en Marte, que en realidad y según explicaron los expertos,  son caminos de arena y extrañas formaciones debidas a la especial conformación del terreno y de las tormentas de arena que allí son frecuentes.

Hace ya bastantes años que en la NASA tuvo lugar una reunión a la que asistieron algunos personajes conocidos como el recien fallecido Neil Armstrong, Homer Newel, Arthur Clarke y Wernher von Braun entre otros.  El motivo de tal cita no era otro que comentar sobre la posibilidad de ir a Marte e instalar allí una pequeña Colonia Humana que sirviera como punta de lanza para posteriores viajes.

                     El sueño de terraformar Marte… ¿Lo cumplirán finalmente los Robots?

Se habían estudiado las posibilidades y, tal proyecto podía ser posible si se tomaban las precauciones necesarias y se podía disponer de todo aquello que los colonos, en un primer momento pudieran necesitar. El doctor Von Braun proponía que una colonia residente en la Luna o Marte podría obtener oxigeno a partir de la trituración de las rocas y, como las rocas disponen de grandes cantidades de oxígeno, hasta el punto de que significan -más o menos- la mitad de su peso  (de hecho, la mitad de la masa de todo el mundo es oxígeno). Claro que, el oxígeno existente en las rocas no se encuentra en condiciones de ser respirado porque se halla estrechamente encadenado a otros elementos que componen las rocas.

Muchos antes que Elon Musk hicieron los cálculos para encontrar la posibilidad de habitar Marte

Después de haber obtenido el oxígeno, continuó Von Braun, se puede haber transportado hidrógeno líquido desde la Tierra y combinarlos para obtener agua. La mayoría del peso del agua reside en los átomos de oxígeno que contiene. Por ejemplo, en un kilogramo de agua, los átomos de hidrógeno pesan únicamente doscientos cincuenta gramos. Transportar material desde la Tierra hasta la Luna resulta muy caro y, no digamos hasta Marte -alrededor de unos cien mil dólares el kilogramo de peso-, y teniendo in situ el oxígeno, el agua sería mucho más asequible hasta que, se pudiera extraer de la que hay en el mismo planeta.

La Agencia Espacial China ha probado con éxito una cabina de 300 metros cúbicos que permitirá cultivar vegetales fuera de nuestro planeta, particularmente en Marte o la Luna. El propósito más ambicioso de la exploración espacial será, siempre, el posible asentamiento del ser humano en un planeta distinto a la Tierra, búsqueda que ha requerido de cientos de investigaciones para cubrir tantas o más necesidades asociadas con nuestra supervivencia diaria.

Como hemos dicho antes, transportar los materiales necesarios para instalar una colonia en aquel planeta sería de un costo enorme y, una vez allí, tampoco sería nada fácil construir los módulos necesarios para el cobijo de los viajeros y de sus instalaciones de supervivencia que requeriría de unas mínimas condiciones para la supervivencia.

En aquella reunión se habló de enviar dos naves, cada una de ellas transportaría una tripulación de seis personas -tres hombres y tres mujeres- entre las que al menos una, sería un médico y el resto experto en distintas ramas que serían necesarias para obtener de lo que allí encontrarían el mayor rendimiento posible. Las naves viajarían por el sistema de las nodrizas, es decir, cada una de ellas llevaría provisiones para doce personas, y si una quedaba inutilizada, su tripulación pasaría a la otra.

Cada nave tendría algo más de sesenta metros de longitud y su peso sobrepasaría las seiscientas toneladas, de las que más de las dos terceras partes, sería el combustible necesario para el viaje. Posteriormente, se establecería en Fobos el instrumental necesario para producir allí combustible que posibilitaría la vuelta en su momento de una de las naves, mientras que la otra, quedaría en el planeta como primer gran módulo-vivienda con sus compartimentos para producir vegetales, agua y otros materiales precisos para la supervivencia de los viajeros astronautas colonos.

Todas aquellas elucubraciones que los mencionados personajes hicieron en la reunión, no eran más que eso, elucubraciones y, en la realidad, ir al planeta Marte: “requiere nada más y nada menos que el ensamblaje de una nave de unas 4500 toneladas. O lo que es lo mismo, el equivalente a doce estaciones del tamaño de la ISS o 37 lanzamientos del cohete gigante Saturno V.

¿Cómo es esto posible?

La explicación a este misterio la tenemos que encontrar en la despiadada Ecuación de Tsiolkovski , también conocida como la Ecuación del Cohete. Según las rígidas leyes de la física, un ligero aumento en la carga útil de una nave espacial requiere un aumento enorme en la masa inicial.

¿Por qué?

Pues porque para lanzar esa carga extra es necesario transportar más combustible, lo que a su vez aumenta la masa inicial del vehículo haciendo necesario usar aún más combustible al lanzamiento.     

                                             ¿Una nave tripulada a Marte?… De momento, ¡NO!

“Esto está muy bien, pero, ¿por qué una nave marciana debe ser tan grande?

La razón es que a la Ecuación del Cohete debemos añadir otro factor que complica el poder viajar a otros planetas: la profundidad del pozo gravitatorio de la Tierra. Abandonar la gravedad terrestre es realmente difícil. Aunque parezca contraintuitivo, una nave situada en órbita baja a unos pocos cientos de kilómetros de altura ya ha recorrido el 73% del camino a otros planetas en términos energéticos.

Efectivamente, para poner un objeto en órbita terrestre debemos acelerar hasta los 8 km/s, pero para abandonar la Tierra sólo necesitamos alcanzar los 11 km/s. El problema es que esa misma nave debe frenar para entrar en órbita marciana y luego tiene que aterrizar en la superficie del planeta rojo.

Y, por supuesto, posteriormente tenemos que volver a la Tierra, para lo cual debemos llevar el combustible necesario para todas estas maniobras. Si recordamos el principio de la Ecuación del Cohete, entenderemos ahora por qué necesitamos una nave de 4000 toneladas para alcanzar el planeta rojo.”

Para cuando esa imagen de arriba sea posible, tienen que haber pasado muchos, muchos años durante los cuales nuestra tecnología actual estuviera a un nivel tan alto que nos permitiera construir naves de miles de toneladas en una base en la Luna y disponer de nuevos combustibles sólidos que no hicieran necesaria la ocupación de la mayor parte del volumen de la nave para transportarlo.

Que ese nuevo combustible fuera de tal manera y calidad que, con un trozo como una piedra de 5 kilos, se pudiera extraer energía para realizar el viaje y suministrar caloría, alumbrado y demás necesidades energéticas para todo el viaje y llevar una buena remesa para cubrir las necesidades futuras en el planeta.

Mientras que en los primeros años, la colonia se agrandaba más y más para dar cabida a instalaciones y personal obrero y científico, se irían preparando las condiciones necesarias para poder terraformar aquel planeta que, con una atmósfera adecuada podría volver a ser un mundo habitable sin instalaciones artificiales de tan alto costo, no ya sólo en materiales, sino también en algunas vidas que, en estos proyectos siempre suelen perderse dada las dificultades que entrañan tan complejas misiones.

Se han ideado muchas maneras de cultivar plantas en el espacio haciendo pruebas en recintos artificiales preparados para ello y, los resultados, han sido óptimos siendo posible llevar a la práctica dichas instalaciones en un futuro próximo. Tenemos que pensar que, los viajeros-colonos no se pueden alimentar sólo con pasta metidas en tubos ni con pastillas de vitaminas.

Además, en las instalaciones, se deben crear las condiciones de gravedad artificial para poder sobrevivir durante largos períodos en aquel planeta y, no digamos de los materiales que harían falta que tendrían que poseer una tecnología tan avanzada que no permitiera dejar pasar la radiación al interior.

                            La verdadera nave de ese viaje con pasajeros sería muy diferente a los cohetes

La escena de arriba, al menos por el momento es sólo un sueño. Poder ver humanos en el planeta Marte requiere de muchas cosas que no tenemos de entre las cuales, la más importante son los conocimientos para plantear un viaje seguro y poder construir allí una verdadera colonia segura para los viajeros a ese inhóspito mundo.

En el pasado existió una intensa actividad volcánica en Marte. Tharsis Montes es la mayor región volcánica, estando Olympus Mons situado en el Noroeste, y la vasta estructura colapsada Alba Patera, en el Norte. Juntas, estas áreas volcánicas constituyen casi el 10% de la superficie del planeta. Hoy no hay volcanes activos en Marte, aunque en el pasado produjeron llanuras de lava que se extendieron cientos de kilómetros.

Por otra parte, dicha actividad volcánica del pasado, creó una gran red de galerías subterráneas por las que corría la lava y, en un hipotético viaje al planeta, algunas de ellas podrían ser aprovechadas como hábitat más seguro.

Hay distribuidos cráteres de impacto a lo largo de todo Marte, aunque existe una altiplanicie casi completamente cubierta de cráteres, similar a las altiplanicies de la Luna, que cubre casi la mitad de la superficie del planeta, principalmente en el hemisferio Sur. Muchos de los cráteres de impacto más recientes, conocidos como cráteres de terraplén, tienen grandes pendientes en los bordes de su mantos de proyecciones, sugiriendo que la superficie estaba húmeda o llena de barro cuando se produjo el impacto.

Muy lejos quedan ya otros aspectos del planeta Marte que, durante décadas impactó en la imaginación de hombres como Giovanni Virginio Schiaparelli, Percival Lowell y Willian Henry Pickering que, a finales del siglo XIX y principio del XX, insistían en despejar las dudas sobre si existían realmente los Canales que hicieron famosos estos personajes de leyenda.

Más tarde, hace más de veinticinco años algo curioso sucedió en las cercanías del planeta Marte. La nave Vikingo 1 de NASA se encontraba volando alrededor del planeta, tomando fotografías de posibles lugares para el aterrizaje de la nave hermana Vikingo 2, cuando descubrió, sobre la superficie, una figura en sombras muy semejante a una cara humana.

Una cabeza enorme de unos tres kilómetros de extremo a extremo parecía estar devolviendo la mirada a la cámara desde una región del Planeta Rojo conocida como Cidonia.

¿El futuro de Marte? Hasta podría ser nuestra casa

Imagínense la sorpresa de los controladores de la misión en el Laboratorio de Propulsión a Chorro, cuando la cara apareció en sus consolas. Sin embargo, la sorpresa duró poco tiempo.

Los científicos fácilmente concluyeron que ésta era solo otra meseta Marciana, muy común en los alrededores de Cidonia, solo que esta tenía sombras extrañas que la hacían aparecer como un Faraón Egipcio.

Pero, amigos míos, la nave Mars  Global Surveyor abrió a la ciencia un nuevo horizonte en Marte. De alguna forma, el hombre, debe abordar de nuevo desde el principio la búsqueda de la vida en aquel planeta, lleno de secretos que sólo ahora empiezan a desvelarse después de más de un siglo de trepidantes debates entre astrónomos y aficionados.

La nave encontró inequívocos signos de la presencia de agua líquida en el planeta, algo que los científicos llevaban décadas tratando de confirmar. Es conocido que el agua líquida es el principal requisito para la vida tal como la conocemos nosotros, y si en el planeta rojo existe ese preciado elixir, como se ha podido comprobar mediante las investigaciones de la NASA, las posibilidades de que Marte sea un mundo vivo siguen plenamente vigentes.

El examen de las rocas marcianas realizado por la Mars Pathfinder y su juguetón vehículo todo terreno Sojourner confirmó lo que ya tenían claro muchos expertos: el agua había pasado por allí, probablemente hace muchos millones de años, tal como revelan las huellas dejadas por gigantescas corrientes en las zonas de aterrizaje.

                                 

Estudiando el terreno en muchas de las regiones del planeta, de manera clara y precisa, se puede comprobar la presencia de agua que, al parecer, brota desde el subsuelo. Es preciso no perder de vista el carácter altamente volcánico de Marte que, hace mucho tiempo tuvo una gran actividad de importantes erupciones y, la enorme cantidad de lava que corría por inmensas zonas del planeta.

Entre otras cosas, debieron horadar el terreno abriendo enormes galerías subterráneas que, en la actualidad, al estar situadas en las profundidades del planeta, deben tener una temperatura mayor que en la superficie, están resguardadas de la radiación, y, si el agua corre por allí, no sería nada extraña que, colonias de bacterias, hongos y líquenes estuvieran bien asentadas a ese nivel interior. Lástima que la misión Curiosity no esté preparada para estudiar esto.

Los ingenios robotizados que hemos enviado y seguimos enviando al planeta Marte están bien para realizar alguna que otra misión. Sin embargo, lo que es buscar signos de vida pasada o presente en aquel mundo… Será cosa de los humanos cuando podamos poner los pies en el suelo de ese mundo hostil que, con el tiempo, podríamos convertir en fértil y adecuado para instalarnos en él para cuando, los habitantes de la Tierra sean tantos miles de millones que, ni el propio planeta lo pueda soportar.

                                     

Si amigos, este sería el cambio de aquel árido planeta cuando lo podamos colonizarlo .”La primera tarea sería espesar la atmósfera marciana. Mucha de esa atmósfera (y del agua) se cree que se fueron congelando en las capas polares a medida que el planeta se enfriaba.

Estas capas están compuestas por hielo seco (bióxido de carbono congelado) y por hielo de agua. Algo de aquella atmósfera puede estar en el permafrost debajo de la superficie.

¿Cómo podríamos hacer para evaporar las capas de hielo y comenzar a elevar la temperatura de la atmósfera?.

Tanto el agua como el bióxido de carbono son gases de invernadero. Esto es, atrapan el calor de la luz solar, lo que aumentaría la temperatura superficial. Así se comenzaría un ciclo que fundiría más hielo, calentaría el planeta, e incrementaría tanto la presión del aire como la temperatura. Este proceso se volvería auto-sostenible y podría llevar a un efecto invernadero desbocado. Aún cuando aumentaría la cantidad de bióxido de carbono en la atmósfera, es un paso necesario para el incremento de la presión y de la densidad de la atmósfera.

La luz solar que cae sobre la superficie de un planeta, llega primordialmente como luz visible y ultravioleta. El planeta absorbe esta energía solar, y luego la irradia en forma de energía infrarroja hacia la atmósfera. Los gases de invernadero de la atmósfera funcionan como una capa aislante global, atrapando la radiación infrarroja e impidiendo que escape hacia el espacio.”

                          Convertirlo en habitable… ¡No será tarea sencilla!

                         Los cambios que se podrían producir en el planeta serían asombrosos

                         

Este podría ser Marte dentro de 1.700 M de años, situado ya en la zona habitable total y habiendo recuperado su antigua atmósfera y sus océanos, lagos y ríos.

La Humanidad necesitará en el futuro disponer de nuevos hábitats y, no sería mala idea que fuéramos planificando, poco a poco, la llegada de ese día que, aunque aún esté lejos en el futuro…, como todo en el universo, llegará. Si pensamos en los habitantes que tendrá la Tierra dentro de 100 años, nos daremos cuenta de que cada vez serán necesarios más recursos y, nuestro planeta, no los puede generar de manera ilimitada, llegará un momento en el que la presión humana sea tan grande que, ni la Tierra la podrá soportar.

                                    A mí, todos estos escenarios me hacen imaginar…¡tantas cosas!

         Bueno, podría ser una escena de Marte hace algunos millones de años

Hoy en día sabemos de los océanos y mares que hace muchos millones de años adornaban el planeta Marte, y, las Imágenes que de aquel planeta hemos podido captar, claramente nos hablan de las correntías de rumorosos torrentes fluviales que, corriente abajo, horadaban las superficie del planeta dejando la huella de su presencia.

                   Es el cañón natural más grande del Sistema Solar

Valles Marineris y otros lugares del planeta tienen las pruebas de lo que Marte, en el pasado fue. Puede ser que Lowell se equivocara sobre la existencia de unos canales construidos por la mano de seres inteligentes en aquel planeta. Él concibió “los canales” como obras de ingeniería de una civilización inteligente para transportar el agua, pero quizá no lo estuviera en lo más importante, es decir, en su convicción sobre la existencia de vida en Marte. Es algo que no sabemos aún pero que, probablemente, no tardaremos mucho en saber.

Emilio Silvera v.

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Siempre hemos querido predecir lo que pasará, y, como siempre “casi” nunca estábamos en posesión de los conocimientos necesarios para ello. Sin embargo, eso no frenaba nuestra pasión por tomarnos esa libertad (no siempre apoyada en el conocimiento), de explicar lo que pasará. Adelantarnos al Presente y predecir el Futuro ha sido, desde siempre, una de las actividades humanas no siempre justificadas.

Las Ciencia Cosmológica ha realizado estudios encaminados a saber sobre el posible fin del Universo, y, lo que ha concluido es lo siguiente:

“La cosmología concluye que el fin del universo podría ocurrir en un escenario conocido como Big Freeze (gran congelación) o Big Rip (gran desgarramiento), donde la expansión del universo, impulsada por la energía oscura, continuará indefinidamente hasta la disolución final de la materia, o bien podría llegar a su fin mediante un proceso de Big Crunch (gran colapso) si la expansión se revierte en una contracción. La investigación más reciente sugiere que el universo se está acercando a su mitad de vida y que eventualmente comenzará a contraerse, acercándose a su punto final antes de lo que se pensaba anteriormente.

 

Posibles escenarios para el fin del universo

• • Big Freeze/Big Rip:
    • La energía oscura acelera la expansión del universo hasta tal punto que supera a la gravedad.
    • Las galaxias, estrellas y, finalmente, los átomos se desintegran.
  • Big Crunch:
  • La expansión del universo se revierte y comienza a contraerse.
  • El universo se contrae sobre sí mismo hasta que toda la materia y energía se concentran en un punto infinitamente denso, similar al estado inicial del Big Bang.

• Extinción de cuerpos celestes:
  • Un estudio reciente calcula que el fin del universo podría ocurrir mucho antes de lo previsto, en unos 10⁷⁸ años.
  • El cálculo se basa en el fenómeno de la radiación de Hawking, que sugiere que los agujeros negros pierden masa lentamente y acaban evaporándose.
  • La investigación estima el momento en que las enanas blancas, los cuerpos más longevos del universo, se extinguirán.

Consideraciones adicionales

• La investigación más reciente sugiere que el universo se acerca a su punto máximo de expansión y comenzará a contraerse en el futuro.
• Los cálculos de la vida del universo son complejos y varían según los modelos y las teorías.
• La vida en la Tierra desaparecerá mucho antes del fin del universo. “

La Densidad Crítica del Universo (Omega), está muy cercana a la ideal

Por otro laso, queriendo saber en qué clase de universo estamos, han calculado la cantidad de materia que contiene el universo, lo que los cosmólogos llaman el Omega Negro i Densidad Crítica, u se llega a la conclusión de que estamos en un universo…

El universo puede ser plano, abierto o cerrado, dependiendo de la Densidad de Materia y energía que contiene. Las mediciones más precisas indican que el universo es plano, lo que significa que tiene una cantidad de materia y energía crítica que permite que la expansión disminuya gradualmente sin llegar a colapsar. Si el universo tuviera más materia y energía, sería cerrado (esfera), y si tuviera menos, sería abierto (forma de silla de montar). 

Al final la Entropía lo destruirá todo y la quietud se adueñará del Espacio y del Tiempo congelados.

No se sabe a ciencia cierta si el universo tendrá un fin o será eterno; sin embargo, la teoría más aceptada, basada en la expansión acelerada observada, sugiere un final frío y oscuro conocido como la “muerte térmica” o “Big Freeze“. Otra posibilidad es el “Big Crunch”, que propone que la expansión se detenga y el universo colapse. 

Si la expansión del Universo hace que alcance el Cero Absoluto…. ¡Todo morirá!

La afirmación es parcialmente correcta en el sentido clásico, ya que la temperatura del cero absoluto (Cero Kelvin o −273.15°) )se define como el punto en el que cesa todo movimiento térmico de las partículas. Sin embargo, la mecánica cuántica establece que el movimiento de las partículas no cesa por completo debido a la energía de punto cero, por lo que el cero absoluto es un límite teórico inalcanzable. 

Emilio Silvera V.

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Hemos tenido que cambiar algunos detalles de teorías bien asentadas, y, si lo que entendemos por corrimiento al rojo, es un error, debido a que, realmente, se trata de la debilitación de la luz por la distancia… ¿Qué distancia real nos separa de otros objetos?

Habría que repasar el Modelo Estándar y tratar de averiguar por qué no deja que en el, esté presente la Gravedad. Bueno, seguramente esa situación la contestará la Teoría de la Gravedad Cuántica.

 

Teoría cuántica de la gravedad: un paso hacia la Teoría del Todo, esa que persiguió Einstein durante más de 30 años, y, finalmente llegó su hora sin conseguirlo.

Durante generaciones, los físicos han buscado reconciliar la incompatibilidad entre la teoría cuántica de campos y la teoría de la gravedad de Einstein.

• • Unificación de teorías: Intenta unir la teoría cuántica de campos (que describe las tres fuerzas no gravitatorias) con la relatividad general de Einstein (que describe la gravedad).
  • Rol del espacio-tiempo: Busca explicar cómo el espacio-tiempo se comporta bajo las reglas cuánticas, ya que la relatividad general lo describe como una entidad continua y dinámica, mientras que la mecánica cuántica opera a nivel de partículas discretas.

• Objetivos: Busca eliminar las singularidades, como la del Big Bang, y entender la naturaleza fundamental de la gravedad en las escalas más pequeñas.

• Ejemplos de teorías: Algunas aproximaciones incluyen la gravedad cuántica de bucles (LQG) que propone que el espacio-tiempo tiene una estructura discreta, y el modelo de Hartle-Hawking.

• Estado actual: Es un área de investigación activa. Aunque no se ha encontrado una teoría completa y verificada, los avances en métodos computacionales y la búsqueda de fenómenos detectables a baja energía ofrecen esperanzas de progresos futuros. 

Emilio Silvera V.

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 Ahora creemos saber de qué está hecha la materia y, aunque sabemos que los átomos están constituidos de otros objetos más pequeños aún, decimos que está formada por ellos que se juntan para formar moléculas, células y cuerpos que pueden encontrarse en distintos estados según el medio y, los tres estados más corrientes: Líquido, sólido y gaseoso no es el más abundante en el Universo, la materia que está presente en mayor grado es en estado de Plasma, el que conforma las estrellas.

En primaria, nos decían que la materia estaba en tres estados (sólido, líquido y gaseoso), Se profundizaba poco más y, el desconocimiento de la materia era grande. La materia de los cientos de miles de millones de estrellas del Universo  están en estado de plasma.

Nobel de Física para los descubridores de los secretos de la materia exótica.

         Hasta podría ser verdad la existencia de materia invisible

Tiene y encierra tantos misterios la materia que estamos aún y años-luz de saber y conocer sobre su verdadera naturaleza. Nos podríamos preguntar miles de cosas que no sabríamos contestar.  Nos maravillan y asombran fenómenos naturales que ocurren ante nuestros ojos pero que tampoco sabemos, en realidad, a que son debidos.  Si, sabemos ponerles etiquetas como, por ejemplo, la fuerza nuclear débil, la fisión espontánea que tiene lugar en algunos elementos como el protactinio o el torio y, con mayor frecuencia, en los elementos que conocemos como transuránicos.

A medida que los núcleos se hacen más grandes, la probabilidad de una fisión espontánea aumenta.  En los elementos más pesados de todos (einstenio, fermio y mendelevio), esto se convierte en el método más importante de ruptura, sobrepasando a la emisión de partículas alfa.

Maravillas como el proceso triple Alfa nos hace pensar que la materia está viva. La radiación ha sido muy bien estudiada y hoy se conocen sus secretos. Sin embargo,  son muchas las cosas que desconocemos y, nuestra curiosidad nos empuja continuamente a buscar esas respuestas.

 El electrón y el positrón son notables por sus pequeñas masas (sólo 1/1.836 de la del protón, el neutrón, el antiprotón o antineutrón), y, por lo tanto, han sido denominados leptones (de la voz griega lepto que significa “delgado”).

             El electrón es onda y partícula

Aunque el electrón fue descubierto en 1.897 por el físico británico Josepth John Thomson (1856-1940), el problema de su estructura, si la hay, no está resuelto.  Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9,1093897 (54)x10^-31kg la primera y, 1,602 177 33 (49)x10^-19 culombios, la segunda, y también su radio clásico. No se ha descubierto aún ninguna partícula que sea menos masiva que el electrón (o positrón) y que lleve  una carga eléctrica, sea lo que fuese (sabemos como actúa y cómo medir sus propiedades, pero aun no sabemos qué es), tenga asociada un mínimo de masa, y que esta es la que se muestra en el electrón.

Lo cierto es que, el electrón, es una maravilla en sí mismo.  El Universo no sería como lo conocemos si el electrón (esa cosita “insignificante”), fuese distinto a como es, bastaría un cambio infinitesimal para que, por ejemplo, nosotros no pudiéramos estar aquí ahora.

(“Aunque no se trata propiamente de la imagen real de un electrón, un equipo de siete científicos suecos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Lund consiguieron captar en vídeo por primera vez el movimiento o la distribución energética de un electrón sobre una onda de luz, tras ser desprendido previamente del átomo correspondiente.

El “universo” de lo infinitesimal es mágico, en el podemos ver lo inimaginable

Previamente dos físicos de la Universidad Brown habían mostrado películas de electrones que se movían a través de helio líquido en el International Symposium on Quantum Fluids and Solids del 2006. Dichas imágenes, que mostraban puntos de luz que bajaban por la pantalla fueron publicadas en línea el 31 de mayo de 2007, en el Journal of Low Temperature Physics.

En el experimento que ahora nos ocupa y dada la altísima velocidad de los electrones el equipo de investigadores ha tenido que usar una nueva tecnología que genera pulsos cortos de láser de luz intensa (“Attoseconds Pulses”), habida cuenta que un attosegundo equivalente a la trillonésima parte de un segundo”.)

La infinitesimal pequeñez de las neuronas y su importancia

¡No por pequeño, se es insignificante! Recordémoslo, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas. Las inmensas galaxias son el conjunto de muchos pequeños átomos unidos para formar moléculas que a su vez se juntan y forman cuerpos. Los océanos de la Tierra, las montañas de Marte, los lagos de metano de Titán, los hielos de Europa… ¡Todo está hecho de materia bariónica! Es decir, son pequeños Quarks y Leptones que conforman los átomos de lo que todo está hecho en nuestro Universo. Bueno, al menos todo lo que podemos ver.

Un “simple” átomo está conformado de una manera muy compleja. Por ejemplo, un protón está hecho de tres quarks: 2 up y 1 down. Mientras tanto, un neutrón está constituido de 2 quarks down y 1 quark up. Los protones y neutrones son hadrones de la rama barión, es decir, que emiten radiación. También son fermiones y, debido a su función en el átomo, se les suele llamar nucleones. Dichos quarks existen confinados dentro de los protones y neutrones inmersos en una especie de pegamento gelatinoso formado por unas partículas de la familia de los Bosones que se llaman Gluones y son los transmisores de la Fuerza nuclear fuerte. Es decir, si los quarks se quieren separar son atrapados por esa fuerza que los retiene allí confinados.

Estudiar el “universo” de las partículas subatómicas es fascinante y se pueden llegar a entender las maravillas que nos muestra la mecánica cuántica, ese extraño mundo que nada tiene que ver con el nuestro cotidiano situado en el macromundo. En realidad, existen partículas que no tienen en absoluto asociada en ellas ninguna masa (es decir, ninguna masa en reposo).  Por ejemplo, las ondas de luz y otras formas de radiación electromagnéticas se comportan como partículas (Einstein en su efecto fotoeléctrico y De Broglie en la difracción de electrones.)

Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en el cual se puede ver cómo un mismo fenómeno puede tener dos percepciones distintas. Esta manifestación en forma de partículas de lo que, de ordinario, concebimos como una onda se denomina fotón, de la palabra griega que significa “luz”. Recientemente he podido leer que unos científicos han logrado (de alguna manera) “congelar” la luz y hacerla sólida. Cuando recabe más información os lo contaré con todo detalle. El fotón, el cuanto de luz, es en sí mismo una maravilla.

El fotón tiene una masa de 1, una carga eléctrica de 0, pero posee un espín de 1, por lo que es un bosón. ¿Cómo se puede definir lo que es el espín? Los fotones toman parte en las reacciones nucleares, pero el espín total de las partículas implicadas antes y después de la reacción deben permanecer inmutadas (conservación del espín).  La única forma que esto suceda en las reacciones nucleares que implican a los fotones radica en suponer que el fotón tiene un espín de 1. El fotón no se considera un leptón, puesto que este termino se reserva para la familia formada por el electrón, el muón y la partícula Tau con sus correspondientes neutrinos: V_e, V_u y V_T.

Existen razones teóricas para suponer que, cuando las masas se aceleran (como cuando se mueven en órbitas elípticas en torno a otra masa o llevan a cabo un colapso gravitacional), emiten energía en forma de ondas gravitacionales.  Esas ondas pueden así mismo poseer aspecto de partícula, por lo que toda partícula gravitacional recibe el nombre de gravitón.

La fuerza gravitatoria es mucho, mucho más débil que la fuerza electromagnética.  Un protón y un electrón se atraen gravitacionalmente con sólo 1/10³⁹ de la fuerza en que se atraen electromagnéticamente. El gravitón (aún sin descubrir) debe poseer, correspondientemente, menos energía que el fotón y, por tanto, ha de ser inimaginablemente difícil de detectar.

El gravitón parece estar riéndose de todos y no se deja ver. El gravitón es la partícula elemental responsable de la fuerza de la gravedad. Todavía no ha sido descubierto experimentalmente. Teóricamente debería tener masa en reposo nula. ¿Qué límites para la masa del gravitón ofrece el fondo cósmico de microondas? El gravitón es la partícula elemental responsable de la “versión” cuántica de gravedad. No ha sido descubierto aún, aunque pocos dudan de su existencia. ¿Qué propiedades tiene? Debe ser un bosón de espín 2 y como la gravedad parece ser una fuerza de largo alcance, debe tener masa en reposo muy pequeña (billones de veces más pequeña que la del electrón), posiblemente es exactamente cero (igual que parecer ser la del fotón).

De todos modos, el físico norteamericano Joseph Weber emprendió en 1.957 la formidable tarea de detectar el gravitón.  Llegó a emplear un par de cilindros de aluminio de 153 cm., de longitud y 66 de anchura, suspendidos de un cable en una cámara de vacío.  Los gravitones (que serían detectados en forma de ondas), desplazarían levemente esos cilindros, y se empleó un sistema para detectar el desplazamiento que llegare a captar la cienmillonésima parte de un centímetro.

Joseph Weber

Para detectar ondas gravitacionales necesitamos instrumentos extremadamente precisos que puedan medir distancias en escalas diminutas. Una onda gravitacional afecta longitudes en escalas de una millonésima de billonésima de metro, así que ¡necesitamos un instrumento que sea lo suficientemente sensible para “ver” a esas escalas!

El interferómetro funciona enviando un haz de luz que se separa en dos haces; éstos se envían en direcciones diferentes a unos espejos donde se reflejan de regreso, entonces los haces al combinarse presentarán interferencia.

Las débiles ondas de los gravitones, que producen del espacio profundo, deberían chocar contra todo el planeta, y los cilindros separados por grandes distancias se verán afectados de forma simultánea.  En 1.969, Weber anunció haber detectado los efectos de las ondas gravitatorias.  Aquello produjo una enorme excitación, puesto que apoyaba una teoría particularmente importante (la teoría de Einstein de la relatividad general).  Desgraciadamente, nunca se pudo comprobar mediante las pruebas realizadas por otros equipos de científicos que duplicaran el hallazgo de Weber.

Todas las fuerzas fundamentales son intermediadas por los emisarios de la familia de los Bosones, y, el Gravitón (se supone) que es el de la Gravedad.

De todas formas, no creo que, a estas alturas, nadie pueda dudar de la existencia de los gravitones, el bosón mediador de la fuerza gravitatoria.  La masa del gravitón es 0, su carga es 0, y su espín de 2.  Como el fotón, no tiene antipartícula, ellos mismos hacen las dos versiones.

Tenemos que volver a los que posiblemente son los objetos más misteriosos de nuestro Universo: Los agujeros negros.  Si estos objetos son lo que se dice (no parece que se pueda objetar nada en contrario), seguramente serán ellos los que, finalmente, nos faciliten las respuestas sobre las ondas gravitacionales y el esquivo gravitón.

            Imagen de un agujero negro en el núcleo de una galaxia arrasando otra próxima- NASA

La onda gravitacional emitida por el agujero negro produce una ondulación en la curvatura del espacio-temporal que viaja a la velocidad de la luz transportada por los gravitones. Algunos proyectos como LIGO, se llevaron años a la caza de esas ondas gravitatorias y, los expertos dicen que, cuando podamos leer sus mensajes, se presentará ante nosotros todo un nuevo universo que aíún no conocemos. Ahora, todo lo que captamos, las galaxias y estrellas lejanas, son gracias a la luz que viaja desde miles de millones de años luz hasta nosotros, los telescopios la captan y nos muestran esas imágenes de objetos lejanos pero, ¿Qué veremos cuando sepamos captar esas ondas gravitatorias que viajan por el Espacio a la velocidad de la luz como los fotones y, son el resultado del choque de galaxias, de agujeros negros y de estrellas de neutrones?

Hay aspectos de la física que me dejan totalmente sin habla, me obligan a pensar y me transporta de este mundo material nuestro a otro fascinante donde residen las maravillas del Universo.  Hay magnitudes asociadas con las leyes de la gravedad cuántica. La longitud de Planck-Wheeler,  es la escala de longitud por debajo de la cual el espacio tal como lo conocemos deja de existir y se convierte en espuma cuántica.  El tiempo de Planck-Wheeler (1/c veces la longitud de Planck-Wheeler o aproximadamente 10^-43 segundos), es el intervalo de tiempo más corto que puede existir; si dos sucesos están separados por menos que esto, no se puede decir cuál sucede antes y cuál después. El área de Planck-Wheeler (el cuadrado de la longitud de Planck-Wheeler, es decir, 2,61×10^-66cm²) juega un papel clave en la entropía de un agujero negro.

Me llama poderosamente la atención lo que conocemos como las fluctuaciones de vacío, esas oscilaciones aleatorias, impredecibles e in-eliminables de un campo (electromagnético o gravitatorio), que son debidas a un tira y afloja en el que pequeñas regiones del espacio toman prestada momentáneamente energía de regiones adyacentes y luego la devuelven. Hace un par de días que hablamos de ello.

Ordinariamente, definimos el vacío como el espacio en el que hay una baja presión de un gas, es decir, relativamente pocos átomos o moléculas.  En ese sentido, un vacío perfecto no contendría ningún átomo o molécula, pero no se puede obtener, ya que todos los materiales que rodean ese espacio tienen una presión de vapor finita.  En un bajo vacío, la presión se reduce hasta 10^-2 pascales, mientras que un alto vacío tiene una presión de 10^-2-10^-7 pascales.  Por debajo de 10^-7 pascales se conoce como un vacío ultra-alto.

El primer gran vacío en ser detectado fue el de Boötes en 1.981; tiene un radio de unos 180 millones de años luz y su centro se encuentra a aproximadamente 500 millones de años luz de la Vía Láctea. La existencia de grandes vacíos no sorprende a la comunidad de astrónomos y cosmólogos, dada la existencia de cúmulos de galaxias y supercúmulos a escalas muy grandes. Claro que, según creo yo personalmente, ese vacío, finalmente, resultará que está demasiado lleno, hasta el punto de que su contenido nos manda mensajes que, aunque lo hemos captado, no lo sabemos descifrar.

El vacío theta es el punto de partida para comprender el estado de vacío de las teoría gauge fuertemente inter-accionantes, como la cromodinámica cuántica.

No puedo dejar de referirme al vacio theta (vació θ) que, es el estado de vacío de un campo gauge no abeliano (en ausencia de campos fermiónicos y campos de Higgs). En el vacío theta hay un número infinito de estados degenerados con efecto túnel entre estos estados.  Esto significa que el vacío theta es análogo a una fundón de Bloch en un cristal.

Se puede derivar tanto como un resultado general o bien usando técnicas de instantón.  Cuando hay un fermión sin masa, el efecto túnel entre estados queda completamente suprimido. Cuando hay campos fermiónicos con masa pequeña, el efecto túnel es mucho menor que para campos gauge puros, pero no está completamente suprimido.

El “sumergirse” en el fantástico mundo de lo muy pequeño… ¡Es mágico!

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