El Vacío de Boötes  (o  la gran Nada) es uno de los vacíos más grandes y conocidos del universo, con unos 330 millones de años luz de diámetro, conteniendo muy pocas galaxias, pero no es el único ni necesariamente el más grande jamás encontrado, ya que se han descubierto otros como el Super Vacío de Eridanus o vacíos más recientes que desafían la cosmología actual. Es un “super-vacío” que destaca por su inmensidad y por contener tan solo unas pocas decenas de galaxias en un espacio donde cabrían miles, siendo un misterio cósmico. 

• Tamaño: Aproximadamente 330 millones de años luz de diámetro, con un volumen tan vasto que podría contener miles de galaxias.
• Contenido: Contiene muy pocas galaxias (unas 60), lo que lo convierte en un desierto cósmico en comparación con otras regiones.
• Ubicación: Se encuentra en la dirección de la constelación de Boötes, a unos 700 millones de años luz de distancia.
• Importancia: Su existencia pone en duda modelos cosmológicos sobre la distribución uniforme de la materia en el universo. 

• Aunque es un gigante, hay otros grandes vacíos como el Super-vacío de Eridanus. Además, hay descubrimientos recientes, como el del Vacío KBC, que es mucho más grande (cerca de 1.000 millones de años luz de diámetro) y está más cerca de nosotros, siendo incluso más grande que Boötes y afectando las mediciones de la expansión del universo.

Cuando nos explican algo sobre el Vacío de Boötes, lo mezclan con la “materia oscura” ¿Por qué?

1. Lo “Oscuro” y lo “Vacío”: Ambos términos suenan misteriosos y “vacíos” de contenido (materia normal). La materia oscura es invisible (oscura), y el vacío es “vacío” de galaxias.
2. Lo Inexplicable: La materia oscura es el 27% del universo, y su naturaleza es un misterio. El Vacío de Boötes es una anomalía de escala gigantesca que desafía modelos. Los videos conectan estas “grandes incógnitas”.
3. Narrativa Atractiva: Es más emocionante decir que el “gran vacío” o la “materia oscura” ocultan secretos, creando una narrativa que une conceptos, aunque científicamente sean distintos. 

Siguen habalndo de la “materia oscura como si en verdad existiera, cuando solo es una conjetura más o menos probable.

• Materia Oscura: Una sustancia (partículas no descubiertas) que tiene masa y gravedad y une la estructura del universo, dice CERN y NASA Science.
• Vacío de Boötes: No es materia, es un espacio gigantesco (casi sin galaxias) que representa la estructura a gran escala del cosmos, una “burbuja”. 

Emilio Silvera V.

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            Gustav Mie

Ese ha sido uno de las grandes esfuerzos realizados por desarrollar una teoría que diera cuenta del equilibrio de la electricidad que constituye el electrón y, los trabajos de Mie, han sido apoyados por toda la comunidad de los físicos teóricos, él se basa principalmente en la introducción de un tensor- energía de términos suplementarios que dependen de las componentes del potencial electromagnético, además de los términos de energía de la teoría de Maxwell-Lorentz. Estos nuevos términos que en el espacio exterior no son importantes, son sin embargo efectivos en el interior de los electrones al mantener el equilibrio frente a la repulsión eléctrica.

A pesar de la belleza de la estructura formal de esta teoría, erigida por Mie, Hilbelt y Weyl, sus resultados físicos hasta ahora han sido insatisfactorios. Por una parte, la multiplicidad de posibilidades es desalentadora, y por otra parte dichos términos adicionales no han podido ser formulados de una manera tan simple que la solución pudiera ser satisfactoria,

Hasta ahora la Teoría de la Relatividad General no ha realizado ningún cambio en este estado de la cuestión. Si por el momento no consideramos el término cosmológic0.

Donde G denota el Tensor de curvatura de Riemann contraído, G es el escalar de curvatura formado por contracción repetida, y Tμν el Tensor de energía de “materia”. En fin, explicar toda la ecuación puede llegar a ser engorroso y es toda una larga historia que no siempre entretiene al personal. Así que, lo dejamos.

Muchos son los conceptos que tendríamos que explicar aquí para dilucidar todas estas cuestiones que, implicadas en estas teorías, nos llevan a la cinemática, la simultaneidad, transformaciones de coordenadas, relatividad de longitudes y tiempos, adición de velocidades, lo que nos dijo Maxwell y Lorentz. transformación de energía en rayos luminosos, la gravedad y la propagación de la luz, la naturaleza física de los campos gravitatorios… y un sin fin de cuestiones que, hacen necesario un gran volumen y, también, un amplio dominio de conocimientos de los que carezco.

Lo cierto es que, la Teoría de la Gravedad, nos lleva a imaginar situaciones que podrían ser y, en alguna ocasión, se nos puede presentar como posibles caminos para solucionar cuestiones que, en el mundo físico que conocemos, nos parecen irresolubles pero… En física, amigos míos, lo imposible parece posible.

¡Encontrar la solución para burlar la velocidad de la luz, y, atravesando portales mágicos, ir a otras galaxias! Es cierto que la mente está muy delante de los hechos pero… Cuando se piensa en algo, ahí queda la posibilidad de plasmarlo en una realidad.

Al menos por el momento, no podemos saber si nuestro Universo es único. Sin embargo, hemos pensado en la posibilidad de que pudiera ser uno de tantos. Como nunca nadie pudo estar en otro Universo, tenemos que imaginarlos y basados en la realidad del nuestro, realizamos conjeturas y comparaciones con otros que podrían ser. ¿Quién puede asegurar que nuestro Universo es único? Realmente nadie puede afirmar tal cosa e incluso, estando limitados a un mundo de cuatro dimensiones espacio-temporales, no contamos con las condiciones físicas necesarias para poder captar (si es que lo hay), ese otro universo paralelo o simbiótico que presentimos junto al nuestro y que sospechamos que está situado en ese “vacío” que no hemos llegado a comprender. Sin embargo, podríamos conjeturar que, ambos universos, se necesitan mutuamente, el uno sin el otro no podría existir y, de esa manera, estaríamos en un universo dual dentro de la paradoja de no poder conocernos mutuamente, al menos de momento, al carecer de los conocimientos necesarios para ello.

Emilio Silvera V.

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Hasta ese punto, todo iba bien, la ciencia estaba cerca de identificar la fusión termonuclear como el secreto de la energía solar. Pero aquí era donde intervenía la Barrera de Coulomb. Los protones están cargados positivamente; las partículas de igual carga se repelen entre sí; y este obstáculo parecía demasiado grande  para ser superado, aun a la elevada velocidad a la que los protones se agitaban en el intenso calor del centro de las estrellas. De acuerdo con la física clásica, muy raras veces podían dos protones de una estrella ir con la rapidez suficiente para romper las murallas de sus campos de fuerza electromágnéticos y fundirse en un sólo núcleo. Los cálculos decían que la tasa de colisión de protones no podía bastar para mantener las reacciones de fusión. Sin embargo, allí estaba el Sol, con su rostro radiante y sonriente al ver el esfuerzo y las ecuaciones que decían que no podía brillar.

Dejemos aquí este proceso y digamos que, realmente, la mayoría de las veces el protón rebotará en la Barrera de Coulomb, pero de cuando en cuando la atravesará. Este es el “Efecto Túnel Cuántico”; que permite brillar a las estrellas. George Gamow, ansioso de explotar las conexiones entre la astronomía y la nueva física exótica a la que era adepto, aplicó las probabilidades cuánticas a la cuestión de la fusión nuclear en las estrellas y descubrió que los protones pueden superar la Barrera de Coulomb, o casi. El efecto túnel cuántico se hizo cargo de los cálculos de la desalentadora predicción clásica, que establecía la fusión de los protones a sólo una milésima de la tasa necesaria para explicar la energía liberada por el Sol, y la elevó a una décima de la tasa necesaria. Luego se tardó menos de un año para dar cuenta del deficít restante: la solución fue completada en 1929, cuando Robert Atkinson y Fritz Houterman combinaron los hallazgos de Gamow con lo que se ha llamado teoría maxwelliana de la distribución de velocidades. En la distribución maxwelliana hay siempre unas pocas partículas que se mueven mucho más rápidamente que la media y, Robert Atkinson y Fritz Houterman hallaron que estas pocas partículas veloces bastqaban para compensar la diferencia. Finalmente se hizo claro como podía romperse la Barrera de Coulomb suficientemente a menudo para que la fusión nuclear se produjese en las estrellas.

Pero la figura clave en todos estos desarrollos fue Hans Bhete, un refugiado de la Alemania nazi que había estudiado con Fermi en Roma y fue a enseñar en Cornell en EE. UU. Como su amigo Gamow, el joven Bhete era un pensador efervescente y vivaz, con tanto talento que parecía hacer su trabajo como si de un juego se tratara. Aunque no preparado en Astronomía, Bhete era un estudioso de legendaria rapidez. En 1938 ayudó al discípulo de Gamow y Edward Teller, C.L. Critchfield, a calcular una reacción que empezase con la colisión de dos protones podía generar aproximadamente la energía irradiada por el Sol, 3,86 x 10³³ ergios por segundo. Así, en un lapso de menos de cuarenta años, la humanidad había progresado de la ignorancia de la existencia misma de los átomos a la comprensión del proceso de fusión termonuclear primaria que suministra energía al Sol.

Pero la reacción protón. protón no era bastante energética para explicar la luminosidad muy superior de estrellas mucho más grandes que el Sol, estrellas como las supergigantes azules de las Pléyades, que ocupan las regiones más altas del diagrama de Herptzsprung-Russell. Bhete puso remedio a esto antes de que terminase aquel el año 1938.

                   George Gamow          Edward Reller

En abril de 1938, Bhete asistió a una conferencia organizada por  Gamow y Teller que tenía el objeto de que físicos y astrónomos trabajaran juntos en la cuestión de la generación de energía en las estrellas. “Allí, los astrofísicos nos dijeron a los físicos todo que sabían sobre la constitución interna de las estrellas -recordoba Bhete-. esto era mucho (aunque) habían obtenido todos los resultados sin conocimiento de la fuente específica de energía.” De vuelta a Cornell, Bhete abordó el problema con celeridad y, en cuestión de semanas logró identificar el ciclo del Carbono, la reacción de fusión crítica que da energía a las estrellas que tiene más de una vez y media la masa del Sol.

Bhete que estaba falto de dinero, retiró el artículo que escribió sobre sus hallazgos y que ya tenía entregado en la Revista Physical Review, para entregarlo en un Concurso postulado por la Academia de Ciencias de Nueva York  sobre la producción de energía en las estrellas. Por supuesto, Bhete ganó el primer Premio uy se llevó los 500 dólares que le sirvieron para que su madre pudiera emigrar a EE UU. Después lo volvió a llevar a la Revista que lo publicó y, finalmente, se lo publicaron y tal publicación le hizo ganar el Nobel. Por un tiempo, Bhete había sido el único humano que sabía por qué brillan las estrellas.

Esa sensación de que las estrellas nos “guiñan” viene de la atmósfera terrestre, que distorsiona la luz estelar, creando un efecto parpadeante llamado centelleo, mientras que la inmensidad, misterio y belleza del espacio interestelar nos conmueve y nos conecta con preguntas existenciales sobre nuestro lugar en el cosmos, un sentimiento que el cine, como la película Interstellar, ha fabulado, recordándonos la maravilla de mirar hacia arriba. 

Así cuando miramos al cielo y podemos contemplar extasiados esas maravillas que ahí arriba, en el espacio interestelar están brillando, y, nos da la sensación de que están haciéndonos guiños, como si quisieran mandarnos un mensaje, decirnos algo y nosotros, no pensamos en todo lo que ahí, en esos “puntitos brillantes” se está fraguando. De lo que allí ocurre, depende que los mundos tengan los materiales que en ellos están presentes y, de entre esos materiales, se destacan aquellos que por su química biológica, permiten que se pueda formar la vida a partir de unos elementos que se hicieron en los hornos nucleares de las estrellas.

               El Proceso Triple Alfa

 

El cinturón de Orión, también llamado en algunos países hispanos “los tres reyes magos” o “las tres Marías”, es un conjunto estacionario de estrellas (asterismo) que forma parte de la constelación de Orión, y que está formado por tres estrellas específicas: Alnitak, Alnilam y Mintaka.

Y sí, es curioso que mirando en la oscura noche como brillan las estrellas del cielo, nos atrae su titilar engañoso (es la atmósfera terrestre la que hace que lo parezca) y su brillo, Sin embargo, pocos llegan a pensar en lo que verdaderamente está allí ocurriendo. Las transformaciones de fase por fusión no cesan. Esta transformación de materia en energía es consecuencia de la equivalencia materia-energía, enunciada por Albert Einstein en su famosa fórmula E=mc²; donde E es la energía resultante, m es la masa transformada en energía, y c es la velocidad de la luz (300 000 kilómetros por segundo). La cantidad de energía que se libera en los procesos de fusión termonuclear es fabulosa. Un gramo de materia transformado íntegramente en energía bastaría para satisfacer los requerimientos energéticos de una familia mediana durante miles de años.

Es un gran triunfo del ingenio humano el saber de qué, están estructuradas las estrellas y qué materiales se están forjando allí, al inmenso calor de sus núcleos. Recuerdo aquí a aquel Presidente de La Real Society de Londres que, en una reunión multitudinaria, llegó a decir:

“Una cosa está clara, nunca podremos saber de qué están hechas las estrellas”.

El hombre se vistió de gloria con la (desde entonces) famosa frase. Creo que nada, con tiempo por delante, será imposible para nosotros.

Poco tiempo después de tal afirmaci´çon del Sr. Presidente de la Real Society de Londres:

El avión de los hermanos Wright  levantó el vuelo el 17 de diciembre de 1903 en Kitty Hawk, Carolina del Norte. Era una estructura de madera y tela con alas biplanas y un motor de combustión interna diseñado por ellos mismos, y su diseño incorporaba un sistema de control de tres ejes que fue crucial para la estabilidad y maniobrabilidad, marcando el inicio de la era de la aviación. 

Aquel suceso me enseñó a no negar lo que podría ser dentro de decenas de años, aunque nos pueda parecer imposible… ¡Podrá suceder!

También decían que nunca podríamos saber de qué estában hechas las estrellas.

Poco tiempo después, llegó Johan Franhufer  con sus líneas espectrales y echó al traste aquellas palabras

A nuestro planeta sólo llega una ínfima fracción del calor que se genera en el Sol y, sin embargo, es más que suficiente para mantener aquí la vida. El Sol tiene materia que supone la misma que tendrían 300.000 Tierras. Nuestra estrella madre está situada a una UA (150 millones de kilómetros de nosotros) y, todas esas circunstancias y otras muchas, hacen que todo sea tal como lo vemos a nuestro alrededor. Si cualquiera de esos parámetros fuera diferente o variara tan sólo unas fracciones, seguramente la Tierra sería un planeta muerto y, nosotros, no estaríamos aquí. Sin embargo… ¡Estamos! y, gracias a ello, se pueden producir descubrimientos como los que más arriba hemos relatado y han podido y pueden existir personajes de cuyas mentes surgen ideas creadoras que nos llevan a saber cómo son las cosas.

Lo cierto es que, cada día sabemos mejor como funciona la Naturaleza que, al fin y al cabo, es la que tiene todas las respuestas que necesitamos conocer.

Emilio Silvera V.

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La visión de este trabajo está destinada a curiosos entusiastas de la Física

Muchos han sido los trabajos aquí presentados en los que hemos hablado de la Teoría de Einstein que llegó a la Física como Elefante en cacharrería, lo puso todo partas arriba, la “legalidad” reconocida se vio zarandeada en sus cimientos.

• Que la energía y la masa eran dos aspectos de la misma cosa.
• Que si un objeto viaja a velocidades cercanas a la de la luz… ¡Su masa aumenta!
• Que para los viajeros de una nave que marcha a la velocidad de c, el Tiempo se ralentiza.

Primeros principios de ideas salidas de otros cerebros privilegiados como Lorentz y Maxwell (también otros).

Finalmente, y, ante la incredulidad de los físicos de primer nivel, tuvo que llegar Planck, que habiendo leído detenidamente los trabajos del joven Einstein, comprendió la importancia de los mismos y los publicó en una revista de la que era director y, desde ese momento, el joven empleado de la Oficina de Patentes de Berna (Suiza), fue una celebridad  que, requerido por todos, se vio asediado a dar conferencias y rechazar mil puestos de trabajo de gran importancia.

Pero bueno, esto es una sencilla reseña, lo importante es oír al narrador.

Emilio Silvera V.

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