martes, 26 de marzo del 2019 Fecha
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La simetría del Espacio-Tiempo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Noticias    ~    Comentarios Comments (0)

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ABC-Ciencia

 

Comprueban la simetría del espacio-tiempo predicha por Einstein con dos relojes atómicos

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Investigadores han confirmado que las partículas se mueven a la misma velocidad en todas direcciones, con una precisión comparable a un error de un segundo por cada 10.000 millones de años

 

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Según la Relatividad Especial de Einstein, la velocidad de la luz es la misma en cualquier punto y dirección del espacio. Pero los científicos se preguntan si esta simetría del espacio-tiempo, a la que se conoce además como la covarianza de Lorentz, afecta también a las partículas. ¿Se mueven igual de rápido las partículas en todas las direcciones?Saberlo conllevaría conocer cimientos esenciales de la física de partículas, pero requiere, entre otras muchas cosas, poder medir el tiempo con una precisión exquisita. De hecho, demostrar que este principio se cumple cada vez con más precisión siempre es un avance: normalmente, lleva a poder descubrir cosas nuevas.

Resultado de imagen de relojes atómicos, de iterbio

Ningún reloj en el mundo mide el tiempo con más precisión que un reloj atómico, y ahora una tecnología que usa átomos de iterbio ha batido récords por su estabilidad, según un artículo de la revista Science.

Recientemente, un estudio publicado en Nature y elaborado por científicos del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Alemania, y de la Universidad de Delaware (Estados Unidos), ha demostrado la fiabilidad extrema de dos relojes atómicos, de iterbio, yla validez del principio de simetría del espacio-tiempo, con una precisión de 4×10^-18, lo que equivale a un error de un segundo por cada 10.000 millones de años.

«Lo más importante de esta investigación es que hemos puesto a prueba un concepto clave de la Teoría de la Relatividad, con una precisión 100 veces mayor –a la demostración anterior, lograda con relojes atómicos de cationes de calcio, por investigadores de la Universidad de Berkeley (EE.UU.)–», ha dicho para ABC Christian Sanner, primer autor del estudio. Y ,tal como ha proseguido: «Además, hemos demostrado experimentalmente la precisión excepcional y la estabilidad de nuestros relojes atómicos».

Resultado de imagen de La teoría de cuerdas predice una violación de la simetría de Lorentz

Según ha dicho Sanner, la teoría de cuerdas predice una violación de la simetría de Lorentz en ciertas situaciones, lo que no es compatible con los postulados de la Relatividad. «No está claro hasta dónde tenemos que llevar la precisión de nuestras medidas antes de observar ese tipo de efectos», ha dicho. A la vista de lo logrado aquí, «debemos conseguir incluso mejores mediciones si quieremos revelar una posible violación de la simetría de Lorentz».

Pero, ¿cómo son los relojes usados en esta ocasion? El investigador ha explicado que están montados en unas tablas ópticas que cabrían en una habitación no muy grande. El mayor componente, una trampa de iones, mide apenas unos centímetros. Su funcionamiento se basa en su capacidad de medir, de forma repetida, la frecuencia de un láser ultraestable incidiendo sobre un ión, y observando si este se excita. Gracias a esto, los científicos pueden mantener ajustada la frecuencia del láser con gran precisión, aprovechando la regularidad del átomo de iterbio.

Este átomo, atrapado en unas jaula para iones, tiene los electrones distribuidos por una esfera. Pero, cuando se excita, gracias al láser, estos se mueven hacia una zona. Por medio de un campo magnético, los científicos pueden orientar la función de onda de estos electrones.

Relojes fijos en el espacio-tiempo

 

 

 

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Los investigadores usaron dos relojes, en los que se indujo una orientación de campo casi perpendicular. Los relojes se montaron en el laboratorio y se hicieron rotar con el movimiento de la Tierra, una vez cada 23.9345 horas, en relación con estrellas fijas. Para asegurarse, los científicos compararon las frecuencias de ambos relojes durante 1.000 horas.

¿Para qué? Si la simetría del espacio-tiempo se cumpliera, incluso en la frecuencia que mide el láser, los científicos no captarían ninguna discrepancia entre los dos relojes. Si no se cumpliera, sí que la encontrarían. En concreto, observarían cambios periódicos en las frecuencias del láser a medida que los relojes rotan.

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                         Siempre trataremos de ir más allá… ¡De lo que realmente podemos!

¿Para qué embarcarse en esta investigación? «Es bastante sencillo: nuestro objetivo es conseguir cada vez mejores relojes y explorar una interesante nueva ciencia con ellos, que nos permita comprender mejor el mundo cuántico o buscar la materia oscura…», ha dicho Sanner. «Estos niveles de precisión serán esenciales para las pruebas de baja energía de las teorías de gravedad cuántica», han escrito los autores en el estudio.

Además, Christian Sanner ha destacado que estos relojes son parte importante de la revolución cuántica, un conjunto de tecnologías que tendrán, según ha adelantado, un impacto tremendo en nuestra en un futuro no muy lejano.

La Vía Láctea está cuajada de sistemas planetarios

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Resultado de imagen de La Constelación de Eridanus y su estrella del mismo nombre

                      Hallado un sistema planetario similar al nuestro a tan solo 10 años luz

A bright light source at right is encircled by comets and two oval belts of debris. At left is a yellow-orange crescent of a planet.

Noticias NASA: La vida podría estar más cerca de lo que podríamos pensar. Otros sistemas planetarios pueden reunir las condiciones para ello. En un radio de unos 20 años luz del Sol, pueden encontrarse grandes sorpresas.

 

 

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El observatorio SOFIA de la NASA, emplazado en un avión ‘jumbo’ adaptado, ha confirmado la presencia de un sistema planetario con una arquitectura parecida a la del nuestro a 10,5 años luz. El estudio ha sido publicado en ‘The Astronomical Journal’.

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Ubicado en la constelación de Eridanus del hemisferio sur, la estrella Epsilon Eridani, eps Eri para abreviar, es el sistema planetario más cercano alrededor de una estrella similar al sol temprano. Es una ubicación privilegiada para investigar cómo los planetas se forman alrededor de estrellas como nuestro sol, y también es la ubicación de la estación espacial Babylon 5 en la serie de televisión de ciencia ficción del mismo nombre.

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Estudios previos indican que Eps tiene un disco de desechos, que es el nombre que los astrónomos dan a los restos de material que siguen orbitando una estrella después de que la construcción planetaria haya terminado. Los escombros pueden tomar la forma de gas y polvo, así como pequeños cuerpos rocosos y helados. Los discos de desecho pueden ser discos anchos y continuos o concentrados en cinturones de escombros, similares al cinturón de asteroides de nuestro sistema solar y el Cinturón de Kuiper –la región más allá de Neptuno, donde residen cientos de miles de objetos rocosos.

“Objetos conocidos del cinturón de Kuiper, derivados de los datos del Centro de Planetas Menores. Los objetos en el cinturón de Kuiper son de color azul, mientras que los objetos dispersos son de color naranja. Los cuatro planetas exteriores son de color rojo. Algunos troyanos conocidos de Neptuno son de color morado, mientras que los de Júpiter son de color gris. Los objetos dispersos entre la órbita de Júpiter y el cinturón de Kuiper, en verde, son conocidos como centauros. La escala está en unidades astronómicas. La diferencia marcada en la parte inferior se debe a las dificultades de la detección en el contexto del plano de la Vía Láctea.”

Además, las mediciones cuidadas del movimiento de Eps Eri indica que un planeta con casi la misma masa que Júpiter circunda la estrella a una distancia comparable a la distancia de Júpiter del Sol.

Nos dan noticias sorprendentes

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“Un huracán de materia oscura se dirige al sistema solar”

 

 

 

 

La corriente S1 contiene un flujo de materia oscura que se mueve a gran velocidad y que podría ser detectada por los científicos – C. O’Hare; NASA/Jon Lomberg

 

 

 

Un «huracán» de materia oscura se dirige hacia la Tierra a toda velocidad

 

 

 

 

 

Puede ser la ocasión que estábamos esperando para cazar, por fin, a la materia oscura. Y es que un auténtico «huracán» de este esquivo tipo de materia, que hoy solo podemos detectar gracias a su gravedad, se está dirigiendo a toda velocidad hacia nosotros. El increíble hallazgo, llevado a cabo por Ciran O´Hare, de la Universidad de Zaragoza, se acaba de publicar en Physical Review D.

Según la investigación, todo nuestro Sistema Solar está a punto de «hundirse» en los restos de una antigua galaxia, devorada hace mucho por la Vía Láctea. Y sabemos que todas las galaxias están rodeadas de materia oscura. Por ejemplo, cuando el Sol y sus planetas se mueven alrededor de nuestra Vía Láctea, todo nuestro sistema viaja a través del halo de materia oscura a una velocidad de 230 km/s. La materia oscura, por lo tanto, nos aparece como un «viento» de alta velocidad.

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Pero el año pasado, el satélite europeo Gaia midió los movimientos de una serie de estrellas cercanas, y al hacerlo detectó una «corriente» previamente desconocida, que recibió el nombre de S1. Los cálculos posteriores apuntaron a que se trataba de los restos de una pequeña galaxia enana, canibalizada por la Vía Láctea largo tiempo atrás.

10.000 millones de masas solares, rumbo al Sol

 

 

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Y ahora, en el nuevo estudio, O´Hare se ha encontrado con que diez mil millones de masas solares de materia oscura se están moviendo a lo largo de S1 y, lo más importante, lo hacen directamente hacia nuestra posición.

Cuando toda esa materia oscura nos alcance, golpeará al Sol, y a cualquier detector de materia oscura de la Tierra, a velocidades superiores a los 500 kilómetros por segundo (km/s), el doble de rápido que el viento «estandar» de materia oscura de nuestra galaxia. O´Hare y sus colegas lo han denominado «huracán de materia oscura» y, en su opinión, supone una ocasión de oro ara detectarla que no podemos permitirnos el lujo de perder.

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A partir de este punto, el estudio trata de predecir cómo este inesperado «vendaval oscuro» podría afectar a los diferentes experimentos de detección directa de materia oscura, que se centran en varios tipos de posibles partículas.

Una de las más candidatas más populares es una partícula masiva de interacción debil (WIMP) cuya masa oscilaría entre unas pocas y cientos de veces la masa del protón, y que al chocar con otros átomos produciría un retroceso nuclear visible en el detector. Varios de estos detectores, a base de xenón líquido y cristales de yoduro de sodio, esperan actualmente (hasta ahora en vano) poder detectar por primera vez una partícula de materia oscura.

Para realizar sus predicciones, O´Hare y sus colegas se centraron en uno de los experimentos más recientes, el LZ, ubicado en la Instalación de Investigación Subterránea de Sanford, en Dakota del Sur. Y hallaron que la «corriente» podría detectarse por encima del viento estandar si ésta constituyera el 10% de la materia oscura «local» y si las partículas que la forman tuvieran entre cinco y 25 veces la masa del protón.

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De este modo, escriben los autores, a medida que la corriente S1 golpeara el Sistema Solar, su estructura contrarrotativa aumentaría dramáticamente la cantidad de materia oscura que parece provenir del cielo en forma de «viento estándar». De hecho, toda esa materia extra debería producir una estructura similar a un «anillo revelador» alrededor de ese viento, algo que los detectores direccionales de materia oscura podrían detectar muy fácilmente.

Resultado de imagen de WIMPS

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Por otra parte, si resultara que las partículas de materia oscura no fueran WIMPS, sino axiones, los signos del «huracán» serían aún más evidentes. Los axiones, que en los últimos años están ganando cada vez más partidarios entre la comunidad científica, serían partículas exóticas extremadamente ligeras, capaces de convertirse en fotones en presencia de campos magnéticos intensos.

En definitiva, y sea cual sea el tipo de partícula que resulte ser el componente fundamental de la materia oscura, la corriente S1 brinda una oportunidad sin precedentes para detectarla. O´Hare y sus colegas creen que el «huracán» que se acerca aumentará «sustancialmente» las perspectivas de detección de materia oscura. Si tiene razón, se podrá resolver uno de las misterios más difíciles y complejos del Universo.

La Tierra pudo ser habitable de forma intermitente

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Un estromatolito (montículo hecho por microbios) de 1.900 millones de años de edad en el norte de Minnesota (EE.UU.)
Un estromatolito (montículo hecho por microbios) de 1.900 millones de años de edad en el norte de Minnesota (EE.UU.)- Eva Stüeken
ABC.es Madrid

Según un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), la Tierra pudo ser habitable de forma intermitente. Es decir, que las condiciones adecuadas para albergar organismos complejos pudieron haberse desarrollado en los océanos del joven planeta y luego desvanecerse más de mil millones de años antes de que la vida realmente se afianzara.

 

¡Nuestra curiosidad! Siempre buscando respuestas.

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¿Quién sabe lo que habrá en esos mundos perdidos en la profundidad del Espacio?

La NASA cree que hallará vida extraterrestre en menos de diez años

 

“En nuestro horizonte vital, podemos muy bien finalmente responder si estamos solos en el Sistema Solar”

ha dicho la jefa científica de la agencia, Ellen Stofan

 

 

El interior de Encélado, según los hallazgos de ‘Cassini’. / NASA

A medida que las misiones de la NASA exploran el Sistema Solar y buscan nuevos mundos, la agencia espacial estadounidense se acerca a encontrar vida fuera de nuestro planeta. Y está segura de encontrarla antes de una década.

“Las actividades de la NASA han proporcionado una ola de descubrimientos asombrosos relacionados con el agua en los últimos años que nos inspiran a seguir investigando los orígenes y las fascinantes posibilidades de otros mundos, y la vida en el universo”, dijo ayer Ellen Stofan, jefa científica de la agencia. “En nuestro horizonte vital, podemos muy bien finalmente responder si estamos solos en el Sistema Solar y más allá”.

¿Qué habrá más allá del Sistema solar? Las sondas Pioneer fueron las primeras en intentar viajar más allá del Sistema Solar

“Creo que vamos a tener fuertes indicios de vida más allá de la Tierra dentro de una década, y creo que vamos a tener evidencias definitivas dentro de 20 o 30 años. Sabemos dónde buscar y sabemos cómo buscarlo”,

explicó Stofan, durante un encuentro informativo de la NASA.

Los elementos químicos en el agua, hidrógeno y oxígeno, son algunos de los elementos más abundantes en el universo. Hay varios mundos que se cree poseen agua líquida debajo de sus superficies, y muchos más los que tienen agua en forma de hielo o vapor. El agua se encuentra en los organismos primitivos como los cometas y los asteroides y planetas enanos como Ceres. Se cree que las atmósferas y los interiores de los cuatro planetas gigantes –Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno– contienen enormes cantidades de esta sustancia, y sus lunas y anillos, hielo.

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Sólo podemos especular con lo que nos podemos encontrar ahí fuera. Nuestra imaginación es grande, sin embargo, lo más probable es que, el asombro, será la primera reacción cuando descubramos vida fuera de la Tierra.

John Grunsfeld, uno de los jefes de la misión científica de la NASA, compartió ayer el optimismo de Stofan: “Creo que estamos solo a una generación [de encontrar vida], ya sea en una luna helada o en Marte”.  “La Vía Láctea es un lugar empapado”, aseveró Paul Hertz, director de la división de astrofísica de la NASA.

Tal vez los mundos de agua más sorprendentes son las cinco lunas heladas de Júpiter y Saturno que muestran una fuerte evidencia de océanos bajo sus superficies: Ganímedes, Europa y Calisto en Júpiter, y Encélado y Titán en Saturno.

Fuente: Noticias NASA publicada por El Pais.

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            Exoplaneta orbitando la estrella Gliese 667 C que pertenece a un sistema triple. Crédito: ESO

Contacto

 

Crédito: Roen Kelly, Astronomy.

No me cabe la menor duda de que, finalmente, encontraremos fomas de vida fuera de la Tierra. Si aún no la hemos encontrado es debido a que nuestra tecnología no lo ha permitido, y, también, a las grandes distancias que nos separan de los cuerpos celestes que, como la Tierra, tienen alguna posibilidad de dar cobijo a formas de vida.

Crédito: SETI.org

No será nada fácil que encontremos formas de vida inteligentes que, evolucionadas, tengan una historia de Civilizaciones en su pasado como la nuestra. Sin embargo, el Universo es el mismo en todas partes, y, las leyes que lo rigen siempre repiten los mismos parámetros en la diversidad de mundos que, a miles de milloes se reparten por la infinidad de galaxias.

Los elementos que han permitido la diversidad de las formas de vida que conocemos, fueron creados en las estrellas, todos sabemos el “infinito” número de estrellas presentes en las galaxias, y, en todas ellas, la fusión nuclear primero, y las explosiones Supernovas más tarde, habrán posibilitado que planetas, parecidos a la Tierra y situados en la zona habitable de su estrella madre, crearan las condiciones necesarias para que, formas de vida bacteriana primero, y más evolucionada después, apareciera en la superficie y en los océanos de esos planetas que, en una rica diversidad, poblaran el inmenso Universo.

emilio silvera