viernes, 31 de julio del 2026 Fecha
Ir a la página principal Ir al blog

IMPRESIÓN NO PERMITIDA - TEXTO SUJETO A DERECHOS DE AUTOR




¡Los materiales para la vida! Y, de los mundos

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Química de la Vida    ~    Comentarios Comments (0)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

 

http://2.bp.blogspot.com/-az-rChkzpD4/Tm9SUJr4G_I/AAAAAAAAHMM/iynnMNxF0Cg/s1600/m42_vargas.jpg

plasma vivo? ¿De dónde venimos?

                                   ¿Será así la espuma cuántica?

                   Los elementos se crean en las estrellas y en las explosiones supernovas

¡La Física! Cuando se asocia a otras disciplinas ha dado siempre un resultado espectacular y, en el caso de la Astronomía, cuando se juntó con la Física, surgió esa otra disciplina que llamamos Astrofísica. La Astrofísica es esa nueva rama de la Astronomía que estudia los procesos físicos y químicos en los que intervienen los fenómenos astronómicos. La Astrofísica se ocupa de la estructura y evolución estelar (incluyendo la generación y transporte de energía en las estrellas), las propiedades del medio interestelar y sus interacciones en sus sistemas estelares y la estructura y dinámica de los sistemas de estrellas (como cúmulos y galaxias) y sistemas de galaxias. Se sigue con la Cosmología que estudia la naturaleza, el origen y la evolución del universo. Existen varias teorías sobre el origen y evolución del universo (big bang, teoría del estado estacionario, etc.

Las estrellas, como todo en el Universo, no son inmutables y, con el paso del Tiempo, cambian para convertirse en objetos diferenters de los que, en un principio eran. Por el largo trayecto de sus vidas, transforman los materiales simples en materiales complejos sobre los que se producen procesos biológico-químicos que, en algunos casos, pueden llegar hasta la vida.

Una de las cosas que siempre me han llamado poderosamente la atención, han sido las estrellas y las transformaciones que, dentro de ellas y los procesos que en su interior se procesan, dan lugar a las transiciones de materiales sencillos hacia materiales más complejos y, finalmente, cuando al final de sus vidas expulsan las capas exteriores al espacio interestelar dejando una extensa región del espacio interestelar sembrada de diversas sustancias que, siguiendo los procesos naturales e interacciones con todo lo que en el lugar está presente, da lugar a procesos químicos que transforman esas sustancias primeras en otras más complejas, sustancias orgánicas simples como, hidrocarburos y derivados que, finalmente, llegan a ser los materiales necesarios para que, mediante la química-biológica del espacio, den lugar a moléculas y sustancias que son las propicias para hacer posible el surgir de la vida.

La Química de los Carbohidratos es una parte de la Química Orgánica que ha tenido cierta entidad propia desde los comienzos del siglo XX, probablemente debido a la importancia química, biológica (inicialmente como sustancias de reserva energética) e industrial (industrias alimentaria y del papel) de estas sustancias. Ya muy avanzada la segunda mitad del siglo XX han ocurrido dos hechos que han potenciado a la Química de Carbohidratos como una de las áreas con más desarrollo dentro de la Química Orgánica actual.

Todos los animales, plantas y microbios están compuestos fundamentalmente, por las denominadas sustancias orgánicas. Sin ellas, la vida no tiene explicación (al menos que sepamos). De esta manera, en el primer período del origen de la vida tuvieron que formarse dichas sustancias, o sea, surgimiento de la materia prima que más tarde serviría para la formación de los seres vivos.

La característica principal que diferencia a las sustancias orgánicas de las inorgánicas, es que en el contenido de las primeras se encuentra como elemento fundamental el Carbono.

En las sustancias orgánicas, el carbono se combina con otros elementos: hidrógeno y oxígeno (ambos elementos juntos forman agua), nitrógeno (este se encuentra en grandes cantidades en el aire, azufre, fósforo, etc. Las distintas sustancias orgánicas no son más que las diferentes combinaciones de los elementos mencionados, pero en todas ellas, como elemento básico, siempre está el Carbono.

EDUCACIÓN AMBIENTAL PARA EL TRÓPICO DE COCHABAMBA

En el primer nivel (abajo) están los productores, o sea las plantas como maíz, frijol, papaya, cupesí, mora, yuca, árboles, hierbas, lianas, etc., que producen hojas, frutas, raíces, semillas, que comen varios animales y la gente.

En el segundo nivel están los primeros consumidores, que comen hierbas, hojas (herbívoros) y frutas (frugívoros). Estos primeros consumidores incluyen a insectos como hormigas, aves como loros y mamíferos como ratones, urina, chanchos, chivas, vacas.

En el tercer nivel están los segundos consumidores (carnívoros), es decir los que se comen a los animales del segundo nivel: por ejemplo el oso bandera come hormigas, el jausi come insectos y la culebra come ratones.

Nosotros, los humanos, somos omnívoros, es decir comemos de todo: plantas y animales. Algunos de los carnívoros comen, a veces, plantas también, como los perros. Otros, como el chancho, comen muchas plantas y a veces también carne.

Las sustancias orgánicas más sencillas y elementales son los llamados hidrocarburos o composiciones donde se combinan el Oxígeno y el Hidrógeno. El petróleo natural y otros derivados suyos, como la gasolina, el keroseno, etc., son mezcolanzas de varios hidrocarburos. Con todas estas sustancias como base, los químicos obtienen sin problemas, por síntesis, gran cantidad de combinados orgánicos, en ocasiones muy complejos y otras veces iguales a los que tomamos directamente los seres vivos, como azúcares, grasas, aceites esenciales y otros. Debemos preguntarnos como llegaron a formarse en nuestro planeta las sustancias orgánicas.

Está claro que, para los iniciados en estos temas, la cosa puede parecer de una complejidad inalcanzable, nada menos que llegar a comprender ¡el origen primario de las sustancias orgánicas!

Es nuestro planeta y el único habitado (hasta donde podemos saber). Está en la ecosfera, un espacio que rodea al Sol y que tiene las condiciones necesarias para que exista vida. Claro que, ¡son tantos los mundos! Cómo vamos a ser nosotros nos únicos que poblemos el Universo? ¡Que despercidicio de espacio!

La observación directa de la Naturaleza que nos rodea nos puede facilitar las respuestas que necesitamos. En realidad, si ahora comprobamos todas las sustancias orgánicas propias de nuestro mundo en relación a los seres vivos podemos ver que, todas, son producidas hoy día en la Tierra por efecto de la función activa y vital de los organismos.

Las plantas verdes absorben el carbono inorgánico del aire, en calidad de anhídrido carbónico, y con la energía de la luz crean, a partir de éste, sustancias orgánicas necesarias para ellas. Los animales, los hongos, también las bacterias y el resto de organismos, menos los de color verde, se alimentan de animales o vegetales vivos o descomponiendo estos mismos, una vez muertos, pueden proveerse de las sustancias orgánicas que necesitan. Con esto, podemos ver como todo el mundo actual de los seres vivos depende de los dos hechos análogos de fotosíntesis y quimiosíntesis, aplicados en las líneas anteriores.

Incluso las sustancias orgánicas que se encuentran bajo tierra como la turba, la hulla o el petróleo, han surgido, básicamente, por efecto de la acción de diferentes organismos que en un tiempo remoto se encontraban en el planeta Tierra y que con el transcurrir de los siglos quedaron ocultos bajo la maciza corteza terrestre.

Todo esto fue causa de que muchos científicos de finales del siglo XIX y principios del XX, afirmaran que era imposible que las sustancias orgánicas produjeran en la Tierra, de forma natural, solamente mediante un proceso biogenético, o sea, con la única intervención de los organismos. Esta opinión predominante entre los científicos de hace algunas décadas, constituyó un obstáculo considerable para hallar una respuesta a la cuestión del origen de la vida.

Para tratar esta cuestión era indispensable saber cómo llegaron a constituirse las sustancias orgánicas; pero ocurría que éstas sólo podían ser sintetizadas por organismos vivos. Sin embargo, únicamente podemos llegar a esta síntesis si nuestras observaciones no van más allá de los límites del planeta Tierra. Si traspasamos esa frontera nos encontraremos con que en diferentes cuerpos celestes de nuestra Galaxia se están creando sustancias orgánicas de manera abiogenética, es decir, en un ambiente que excluye cualquier posibilidad de que existan seres orgánicos en aquel lugar.

    Estrella de carbono (estrella gigante roja) R. Lepori

Con un espectroscopio podemos estudiar la fórmula química de las atmósferas estelares, y en ocasiones casi con la misma exactitud que si tuviéramos alguna muestra de éstas en el Laboratorio. El Carbono, por ejemplo, se manifiesta ya en las atmósferas de las estrellas tipo O, que son las que están a mayor temperatura, y su increíble brillo es lo que las diferencia de los demás astros (Ya os hablé aquí de R. Lepori, la estrella carmesí, o, también conocida como la Gota de Sangre, una estrella de Carbono de increíble belleza).

En la superficie de las estrellas de Carbono existe una temperatura que oscila los 20.000 y los 28.000 grados. Es comprensible, entonces, que en esa situación no pueda prevalecer aún alguna combinación química. La materia está aquí en forma relativamente simple, como átomos libres disgregados, sueltos como partículas minúsculas que conforman la atmósfera incandescente de estos cuerpos estelares.

https://bitacoradegalileo.files.wordpress.com/2010/03/regulus_leoi.jpg

Regulus A, es una estrella blanco-azulada, de tipo espectral B7, que se encuentra, como nuestro Sol, en la secuencia principal, lo que significa que aún está en la fase de fusión nuclear de hidrógeno en helio, de donde proviene su energíaRegulus A, es una estrella blanco-azulada.

Resultado de imagen de Estrellas Tipo B Blanco-azuladas

La atmósfera de las estrellas tipo B, característica por su luz brillante blanco-azulada y cuya corteza tiene una temperatura que va de 15.000 a 20.000 grados, también tienen vapores incandescentes de carbono. Pero aquí este elemento tampoco puede formar cuerpos químicos compuestos, únicamente existe en forma atómica, o sea, en forma de pequeñísimas partículas sueltas de materia que se mueven a una velocidad de vértigo.

Sólo la visión espectral de las estrellas Blancas tipo A, en cuya superficie hay una temperatura de unos 12.000º, muestras unas franjas tenues, que indican, por primera vez, la presencia de hidrocarburos –las más primitiva combinaciones químicas de la atmósfera de estas estrellas. Aquí, sin que existan antecedentes, los átomos de dos elementos (el carbono y el hidrógeno) se combinan resultando un cuerpo más perfecto y complejo, una molécula química.

Observando las estrellas más frías, las franjas características de los hidrocarburos son más limpias cuando más baja es la temperatura y adquieren su máxima claridad en las estrellas rojas, en cuya superficie la temperatura nunca es superior a los 4.000º.

Es curioso el resultado obtenido de la medición de Carbono en algunos cuerpos estelares por su temperatura:

Resultado de imagen de Sirio

  • Proción: 8.000º
  • Betelgeuse: 2.600º
  • Sirio: 11.000º
  • Rigel: 20.000º

 

Las imágenes os la muestran por el mismo orden de la lista.

Como es lógico pensar, las distintas estrellas se encuentran en diferentes períodos de desarrollo. El Carbono se encuentra presente en todas ellas, pero en distintos estados del mismo.

Las estrellas más jóvenes, de un color blanco-azulado son a la vez las más calientes. Éstas poseen una temperatura muy elevada, pues sólo en la superficie se alcanzan los 20.000 grados.

Los científicos descubrieron una enorme cantidad de silicatos cristalinos e hidrocarburos policíclicos aromáticos, dos sustancias que indican la presencia de oxígeno y de carbono, respectivamente. Así todos los elementos que las componen, incluido el Carbono, están en forma de átomos, de diminutas partículas sueltas. Existen estrellas de color amarillo y la temperatura en su superficie oscila entre los 6.000 y los 8.000º. En estas también encontramos Carbono en diferentes combinaciones.

El Sol, pertenece al grupo de las estrellas amarillas y en la superficie la temperatura es de 6.000º. El Carbono en la atmósfera incandescente del Sol, lo encontramos en forma de átomo, y además desarrollando diferentes combinaciones: Átomos de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno, Metino, Cianógeno, Dicaerbono, es decir:

  1. Átomos sueltos de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno.
  2. Miscibilidad combinada de carbono e hidrógeno (metano)
  3. Miscibilidad combinada de carbono y nitrógeno (cianógeno); y
  4. Dos átomos de Carbono en combinación (dicarbono).

En las atmósferas de las estrellas más calientes, el carbono únicamente se manifiesta mediante átomos libres y sueltos. Sin embargo, en el Sol, como sabemos, en parte, se presenta ya, formando combinaciones químicas en forma de moléculas de hidrocarburo de cianógeno y de dicarbono.

Para hallar las respuestas que estamos buscando en el conocimiento de las sustancias y materiales presentes en los astros y planetas, ya se está realizando un estudio en profundidad de la atmósfera de los grandes planetas del Sistema solar. Y, de momento, dichos estudios han descubierto, por ejemplo, que la atmósfera de Júpiter está formada mayoritariamente por amoníaco y metano. Lo cual hace pensar en la existencia de otros hidrocarburos. Sin embargo, la masa que forma la base de esos hidrocarburos, en Júpiter permanece en estado líquido o sólido a causa de la abaja temperatura que hay en la superficie del planeta (135 grados bajo cero). En la atmósfera del resto de grandes planetas se manifiestan estas mismas combinaciones.

Ha sido especialmente importante el estudio de los meteoritos, esas “piedras celestes” que caen sobre la Tierra de vez en cuando, y que provienen del espacio interplanetario. Estos han representado para los estudiosos los únicos cuerpos extraterrestres que han podido someter a profundos análisis químico y mineralúrgico, de forma directa. Sin olvidar, en algunos casos, los posibles fósiles.

Estos meteoritos están compuestos del mismo material que encontramos en la parte más profunda de la corteza del planeta Tierra y en su núcleo central, tanto por el carácter de los elementos que los componen como por la base de su estructura. Es fácil entender la importancia capital que tiene el estudio de los materiales de estas piedras celestes para resolver la cuestión del origen de las primitivas composiciones durante el período de formación de nuestro planeta que, al fin y al cabo, es la misma que estará presente en la conformación de otros planetas rocosos similares al nuestro, ya que, no lo olvidemos, en todo el universo rigen las mismas leyes y, la mecánica de los mundos y de las estrellas se repiten una y otra vez aquí y allí, a miles de millones de años-luz de nosotros.

Así que, se forman hidrocarburos al contactar los carburos con el agua. Las moléculas de agua contienen oxígeno que, combinado con el metal, forman los hidróxidos metálicos, mientras que el hidrógeno del agua mezclado con el carbono forman los hidrocarburos.
Los hidrocarburos originados en la atmósfera terrestre se mezclaron con las partículas de agua y amoníaco que en ella existían, creando sustancias más complejas. Así, llegaron a hacerse presentes la formación de cuerpos químicos. Moléculas compuestas por partículas de oxígeno, hidrógeno y carbono.

Todo esto desembocó en el saber sobre los Elementos que hoy podemos conocer y, a partir de Mendeléiev (un eminente químico ruso) y otros muchos…se hizo posible que el estudio llegara muy lejos y, al día de hoy, podríamos decir que se conocen todos los elementos naturales y algunos artificiales que, nos llevan a tener unos valiosos datos de la materia que en el universo está presente y, en parte, de cómo funciona cuando, esas sustancias o átomos, llegan a ligarse los unos con los otros para formar, materiales más complejos que, aparte de los naturales, están los artificiales o transuránicos.

Aquí en la Tierra, las reacciones de hidrocarburos y sus derivados oxigenados más simples con el amoníaco generaron otros cuerpos con distintas combinaciones de átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (CHON) en su moléculas llamadas paras la vida una vez que, más tarde, por distintos fenómenos de diversos tipos, llegaron las primeras sustancias proteínicas y grasas que, dieron lugar a los aminoácidos, las Proteínas y el ADN y RDN que, finalmente desembocó en eso que llamamos vida y que, evolucionado, ha resultado ser tan complejo y, a veces, en ciertas circunstancias, peligroso: ¡Nosotros!

emilio silvera

El acontecimiento se acerca

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El primer contacto    ~    Comentarios Comments (0)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

ABC – Ciencia

¿Hemos detectado el sistema que impulsa a las naves alienígenas?

 

Investigadores del Instituto Harvard -Smithsonian creen que los destellos rápidos de radio, o FRBs, pueden estar causados por tecnología extraterrestre.

Así harían funcionar los aliens sus naves interestelares

                        Así harían funcionar los aliens sus naves interestelares – M. Weiss/CfA

Los Fast Radio Burst (FRBs o destellos rápidos de radio) están entre las señales más misteriosas de todo el Universo. Se trata de fenómenos astrofísicos de muy alta energía, que se manifiestan como brevísimos pulsos de radio, de apenas unos pocos milisegundos de duración pero increíblemente brillantes y cuyo origen se encuentra fuera de nuestra propia galaxia. Ahora, un equipo de investigadores se pregunta si esos destellos podrían estar siendo emitidos por civilizaciones extraterrestres.

En un artículo recién aparecido en arxiv.org, Manasvi Lingam y Abraham Loeb, dos astrofísicos del centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, exploran la posibilidad de que los FRBs estén siendo causados por la actividad de civilizaciones extragalácticas. “Nuestros análisis -reza el artículo- muestran que los haces utilizados para impulsar grandes velas espaciales podrían producir parámetros que son consistentes con los FRBs”. En otras palabras, los breves e intensos destellos percibidos desde la Tierra podrían deberse a una tecnología alienígena avanzada. Y, en concreto, podría tratarse de “fugas” de gigantescos transmisores (de tamaño planetario) con los que esas civilizaciones impulsan sondas interestelares en sus viajes a través de galaxias lejanas.

Resultado de imagen de Proyecto Starshot

Recordemos que un sistema muy parecido ha sido propuesto aquí, en la Tierra, por un equipo de científicos en el que se encuentra Stephen Hawking (Proyecto Starshot), para enviar una flotilla de minúsculas naves a vela impulsadas por laser a la estrella Próxima Centauri. Las mininaves podrían alcanzar de esta forma una velocidad del 20% de la de la luz.

“Dada su corta duración y la gran distancia de la que proceden -explica Loeb- Los FRBs son mucho más brillantes de lo que deberían, y no hemos conseguido hasta ahora identificar una posible fuente natural que resulte fiable. Por eso merece la pena considerar, y verificar, un posible origen artificial“.

Los primeros destellos rápidos de radio se descubrieron en 2007, y hasta ahora el número de FRBs detectados por grandes telescopios como el Observatorio Parkes, en Australia, o el de Arecibo, en Puerto Rico, no llega a las dos docenas. Sin embargo, se sabe que proceden de galaxias muy distantes, a miles de millones de años luz de nuestra Vía Láctea.

Dos veces mayor que la Tierra

 

 

 

 

En su estudio, Loeb y Lingam examinan si sería factible construir un transmisor de radio lo suficientemente potente como para ser detectado a una distancia tan inmensa. Y han encontrado que, si el transmisor estuviera alimentado por energía solar, la luz del sol que iluminara un artefacto dos veces mayor que la Tierra sería suficiente para generar la energía necesaria. Por supuesto, un proyecto de construcción de esa envergadura está muy lejos de nuestras capacidades tecnológicas, aunque resultaría posible según las leyes de la física.

Los investigadores consideraron también si un transmisor así sería viable desde el punto de vista de la ingeniería, o si las enormes cantidades de energía involucradas teminarían por fundir cualquier estructura subyacente. Y una vez más, hallaron que un dispositivo con un tamaño de dos veces el de la Tierra podría soportar el calor su estuviera debidamente refrigerado por agua.

Resultado de imagen de Inmensas naves con Velas Interestelares

La siguiente pregunta que se hicieron Loeb y Lingam fue la siguiente: ¿Para qué querría alguien construir algo así? Y llegaron a la conclusión de que el uso más plausible de tal poder sería el de impulsar velas ligeras interestelares. De hecho, la cantidad de energía involucrada sería suficiente para impulsar de forma eficiente una carga útil de un millón de toneladas, lo que equivale a veinte veces el peso de los mayores buques de crucero existentes en la Tierra. Baste pensar que la Estación Espacial Internacional (ISS), apenas pesa 420 toneladas…

“Ese tamaño -asegura Lingam- es lo suficientemente grande como para transportar pasajeros a través de distancias interestelares, o incluso intergalácticas“:

Para dar energía a las velas, el transmisor debería ser capaz de enfocar continuamente un haz sobre ellas. Algo que, desde la Tierra, sería percibido como un breve destello, ya que tanto la vela, como su planeta, estrella y galaxia anfitriona se están moviendo en relación con nosotros. El rayo emisor estaría barriendo el cielo continuamente para realizar su trabajo y solo apuntaría en nuestra dirección durante un breve instante. Por eso, las apariciones repetidas del haz que hemos observado no pueden ser explicadas por eventos catastróficos de origen natural, pero sí si consideramos su posible origen artificial.

Imagen relacionada

Por supuesto, Loeb admite que su trabajo es una simple especulación, y cuándo se le pregunta si realmente cree que los FRBs se deben a los aliens, responde que “En ciencia, no es una cuestión de creencias, sino de evidencias. Decidir antes de tiempo lo que es probable no hace más que limitar las posibilidades. Por eso vale la pena sembrar nuevas ideas, y dejar que sean los datos los que juzguen”.

Es decir, que por el momento no hay extraterrestres confirmados, ya que el estudio no es más que una forma de explicar algo que hasta el momento ha escapado a nuestra comprensión. En la investigación, de hecho, no se dice en ningún momento que nadie haya demostrado que alguna civilización alienígena sea la responsable de los FRBs, sino que adopta ese hipotético escenario como punto de partida y, a partir de ahí, se desarrolla la cuestión para averiguar si ese escenario es congruente con lo que estamos observando.

El resto dependerá de que en el futuro podamos encontrar y demostrar otros posibles orígenes para los misteriosos FRBs. Hasta entonces, todas las teorías son válidas.

¿La teoría cuántica y la Gravedad, dentro de las cuerdas

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Teoría de Supercuerdas    ~    Comentarios Comments (2)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

 

               Sí, a veces la Física, parece un Carnaval. Imaginamos universos que… ¿serán posibles?

Las teorías de cuerdas [TC’s] no son una invención nueva, ni mucho menos. La primera TC se inventó a finales de los años sesenta del siglo XX en un intento para encontrar una teoría para describir la interacción fuerte. La idea medular consistía en que partículas como el protón y el neutrón podían ser consideradas como ondas de «notas de una cuerda de violín». La interacción fuerte entre las partículas correspondería a fragmentos de cuerda que se extenderían entre pequeños pedacitos de cuerda, como las telas que forman algunos simpáticos insectos. Para que esta teoría proporcionase el valor observado para la interacción fuerte entre partículas, las cuerdas tendrían que ser semejantes a las de un violín, pero con una tensión de alrededor de unas diez toneladas.

La primera expresión de las TC’s fue desarrollada por Jöel Scherk, de París, y John Schwuarz, del Instituto de Tecnología de California, quienes en el año 1974 publicaron un artículo en el que demostraban que la TC podía describir la fuerza gravitatoria, pero sólo si la tensión en la cuerda se tensiometrara alrededor de un trillón de toneladas métricas. Las predicciones de la teoría de cuerdas serían las mismas que las de la relatividad general a escala de longitudes normales, pero diferirían a distancias muy pequeñas, menores que una trillonésima de un cm. Claro está, que en esos años, no recibieron mucha atención por su trabajo.

Ahora se buscan indicios de la teoría de cuerdas en los grandes aceleradores de partículas donde parece que algunos indicios nos dicen que se va por el buen camino, sin embargo, nuestros aceleradores más potentes necesitarían multiplicar por un número muy elevado su potencia para poder, comprobar la existencia de las cuerda situadas a una distancia de 10-35 m, lugar al que nos será imposible llegar en muchas generaciones. Sin embargo, en las pruebas que podemos llevar a cabo en la actualidad, aparecen indicios de una partlicula de espín 2 que todos asocian con el esquivo Gravitón, y, tal indicio, nos lleva a pensar que, en la teoría de supercuerdad, está implícita una Teoría Cuántica de la Gravedad.

Resultado de imagen de Subyace en la Teoría de cuerdas la relatividad generalImagen relacionada

Los motivos que tuvo la comunidad científica, entonces, para no brindarle la suficiente atención al trabajo de Scherk y Schwuarz, es que, en esos años, se consideraba más viable para describir a la interacción fuerte a la teoría basada en los quarks y los gluones, que parecía ajustarse mucho mejor a las observaciones. Desafortunadamente, Scherk murió en circunstancias trágicas (padecía diabetes y sufrió un coma mientras se encontraba solo en su estudio). Así, Schwuarz se quedó solo, en la defensa de la teoría de cuerdas, pero ahora con un valor tensiométrico de las cuerdas mucho más elevado.

Pero con los quarks, gluones y también los leptones, en la consecución que se buscaba, los físicos entraron en un cuello de botella. Los quarks resultaron muy numerosos y los leptones mantuvieron su número e independencia existencial, con lo cual seguimos con un número sustancialmente alto de partículas elementales (60), lo que hace que la pregunta ¿son estos los objetos más básicos?

Si esos sesenta objetos fuesen los más básicos, entonces también aflora otra pregunta ¿por qué son como son y por qué son tantos? Los físicos quisieran poder decir «salen de esto», o «salen de esto y aquello», mencionar dos principios bien fundamentales y ojalá tan simples que puedan ser explicados a un niño. La respuesta «porque Dios lo quiso así» posiblemente a muchos les cause «lipotimia»,  ya que esa respuesta nos lleva a reconocer nuestra ignorancia y, además, la respuesta que esperamos no pertenece al ámbito de la religión. Por ahora, ¿cuál es la última que puede dar la ciencia?

El cuello de botella incentivó a que se encendiera una luz de esperanza. En 1984 el interés por las cuerdas resucitó de repente. Se desempolvaron las ideas de Kaluza y Klein, como las que estaban inconclusas de Scherk y Schwuarz. Hasta entonces, no se habían hecho progresos sustanciales para explicar los tipos de partículas elementales que observamos, ni tampoco se había logrado establecer que la supergravedad era finita.

El ser humano –en función de su naturaleza– cuando se imagina algo muy pequeño, piensa en un puntito de forma esférica. Los físicos también son seres de este planeta y, para ellos, las partículas elementales son como puntitos en el espacio, puntos matemáticos, sin extensión. Son sesenta misteriosos puntos y la teoría que los describe es una teoría de puntos matemáticos. La idea que sugieren las TC’s es remplazar esos puntos por objetos extensos, pero no como esferitas sino más bien como cuerdas. Mientras los puntos no tienen forma ni estructura, las cuerdas tienen longitud y forma, extremos libres como una coma “,” (cuerda abierta), o cerradas sobre sí misma como un circulito. Si el punto es como una esferita inerte de la punta de un elastiquito, la cuerda es el elástico estirado y con él se pueden hacer círculos y toda clase de figuras. Está lleno de posibilidades.

Muchas son las imágenes que se han elaborado para representar las cuerdas y, como nadie ha visto nunca ninguna, cualquiera de ellas vale para el objetivo de una simple explicación y, las cuerdas que se han imaginado han tomado las más pintorescas conformaciones para que, en cada caso, se adapten al modelo que se expone.

diferencia entre un punto y una coma. Según la teoría de cuerdas importa, y mucho. Por su extensión, a diferencia del punto, la cuerda puede vibrar. Y hacerlo de muchas maneras, cada modo de vibración representando una partícula diferente. Así, una misma cuerda puede dar origen al electrón, al fotón, al gravitón, al neutrino y a todas las demás partículas, según cómo vibre. Por ello, la hemos comparado con la cuerda de un violín, o de una guitarra, si se quiere.

Al dividir la cuerda en dos, tres, cuatro, cinco, o más partes iguales, se generan las notas de la escala musical que conocemos, o técnicamente, los armónicos de la cuerda. En general, el sonido de una cuerda de guitarra o de piano es una mezcla de armónicos. Según la mezcla, la calidad (timbre) del sonido. Si distinguimos el tono de estos instrumentos, es por la «receta» de la mezcla en cada caso, por las diferentes proporciones con que cada armónico entra en el sonido producido. Pero, también es posible hacer que una buena cuerda vibre en uno de esos armónicos en particular, para lo cual hay que tocarla con mucho cuidado. Los concertistas lo saben, y en algunas obras como los conciertos para violín y orquesta, usan este recurso de «armónicos». Así, la naturaleza, con su gran sabiduría y cuidado para hacer las cosas, produciría electrones, fotones, gravitones, haciendo vibrar su materia más elemental, esa única y versátil cuerda, en las diversas (infinitas) formas que la cuerda permite.

Una partícula ocupa un punto del espacio en todo momento. Así, su historia puede representarse mediante una línea en el espaciotiempo que se le conoce como «línea del mundo». Por su parte, una cuerda ocupa una línea en el espacio, en cada instante de tiempo. Por tanto, su historia en el espaciotiempo es una superficie bidimensional llamada la «hoja del mundo». Cualquier punto en una hoja del mundo puede ser descrito mediante dos números: uno especificando el tiempo y el otro la posición del punto sobre la cuerda. Por otra parte, la hoja del mundo es una cuerda abierta como una cinta; sus bordes representan los caminos a través del espaciotiempo (flecha roja) de los extremos o comas de la cuerda (figura 12.05.03.02). La hoja del mundo de una cuerda cerrada es un cilindro o tubo (figura 12.05.03.03); una rebanada transversal del tubo es un círculo, que representa la posición de la cuerda en un momento del tiempo.

No cabe duda que, de ser ciertas las TC’s, el cuello de botella queda bastante simplificado. Pasar de sesenta objetos elementales a una sola coma o circulito es un progreso notable. Entonces, ¿por qué seguir hablando de electrones, fotones, quarks, y las demás?

Resultado de imagen de La Teoría de Cuerdas se simplifica todo

Que aparentemente las cosas se simplifican con las TC’s, no hay duda, pero desafortunadamente en física las cosas no siempre son como parecen. Para que una teoría sea adoptada como la mejor, debe pasar varias pruebas. No basta con que simplifique los esquemas y sea bella. La teoría de las cuerdas está –se puede decir– en pañales y ha venido mostrado distintas facetas permeables. Surgen problemas, y se la deja de lado; se solucionan los problemas y una avalancha de trabajos resucitan la esperanza. En sus menos de treinta años de vida, este vaivén ha ocurrido más de una vez.

Uno de los problemas que más afecta a la cuerda está ligado con su diminuto tamaño. Mientras más pequeño algo, más difícil de ver. Es una situación que se agudiza en la medida que se han ido corrigiendo sus permeabilidades. En sus versiones más recientes, que se llaman supercuerdas, son tan superpequeñas que las esperanzas de ubicarlas a través de un experimento son muy remotas. Sin experimentos no podemos comprobar sus predicciones ni saber si son correctas o no. Exagerando, es como una teoría que afirmara que los angelitos del cielo tienen alitas. ¿Quién la consideraría seriamente?

Imagen relacionada

La propia base conceptual de la teoría comporta problemas. Uno de ellos, es el gran número de dimensiones que se usan para formularla. En algunos casos se habla de 26 o, en el mejor, de 10 dimensiones para una cuerdita: espacio (son 3), tiempo (1) y otras seis (o 22) más, que parecen estar enroscadas e invisibles para nosotros. Por qué aparecieron estas dimensiones adicionales a las cuatro que nos son familiares y por qué se atrofiaron en algún momento, no lo sabemos. También, la teoría tiene decenas de miles de alternativas aparentemente posibles que no sabemos si son reales, si corresponden a miles de posibles universos distintos, o si sólo hay una realmente posible. Algunas de estas versiones predicen la existencia de 496 fuerzones, partículas como el fotón, que transmiten la fuerza entre 16 diferentes tipos de carga como la carga eléctrica. Afirmaciones como éstas, no comprobables por la imposibilidad de hacer experimentos, plagan la teoría de cuerdas. Quienes alguna vez intentaron trabajar matemáticamente en las cuerdas, muchas veces deben haber pensado de que lo que estaban calculando más se asemejaba a juegos de ejercicios que la consecución de una base matemática teórica tras objetivo de dar un paso trascendental en el conocimiento de la naturaleza. Ahora, los que tienen puesta su fe en ella suelen afirmar que se trata de una teoría que se desfasó de la natural evolución de la física, que su hallazgo fue un accidente, y no existe aún el desarrollo matemático para formularla adecuadamente.

En las teorías de cuerdas, lo que anteriormente se consideraba partículas, se describe ahora como ondas viajando por las cuerdas, como las notas musicales que emiten las cuerdas vibrantes de un violín. La emisión o absorción de una partícula por otra corresponde a la división o reunión de cuerdas.

La Teoría de cuerdas trata de incorparar la Gravedad a las otras tres fuerzas y completar asíel panorama actual de la Física de Partículas en el Modelo Estándar en el que sólo están incluídas estas tres interacciones de arriba, la Gravedad queda fuera por surgir infinitos no renormalizables que, desaparecen en la Teoría de supercuerdas de 26 dimensdiones de espacio tiempo para los Bosones y de 10 y 11 dimensiones de espacio tiempo para los Ferniones.

El trabajo que aquí hemos leido lo he obtenido de fuentes diversas y, como tantos otros, nos dice más o menos lo que todos. La realidad de la Teoría de supercuerdas está en que no podemos llegar a ese límite necesario de los 10-35 m, donde supuestamente, está instalada la cuerda, y, como llegar a esa distancia nos exige una energía de 1019 GeV con la que no podemos ni soñar. Seguirán, por mucho tiempo, las especulaciones y cada cual, tendrá su idea, su propia teoría, toda vez que, ninguna de ellas podrá ser verificadas y mientras eso sea así (que lo es), todas las teorías tendrán la posibilidad de ser refrendadas…algún día.

 ¿Dónde estarán las respuestas?

Sin embargo, una cosa es cierta, es la única teoría, la de supercuerdas, que nos da cierta garantía de que vamos por el buen camino, en su desarrollo aparecen indicios confirmados por los experimentos, como por ejemplo, la aparici´çon de una partícula de espín 2, el Gravitón que nos lleva a pensar que, en la teoría de supercuerdas está integrada una teoría Cuántica de la Gravedad que nos, podrá llevar, hasta esos primeros momentos del Big Bang que ahora quedan tan oscuros a la vista de los observadores y, de la misma manera, nos dejará entrar en la Singularidad de un Agujero Negro para poder ver (al fin) lo que allí pueda haber, qué clase de partículas o de materia se ha podido formar en un material tan extremadamente denso como el de la singularidad.

Habrá que tener paciencia con la Teoría de cuerdas y con el hallazgo tan esperado del Gravitón que nos confirmará, al fín, que la Gravedad como las demás interacciones, también está cuantizada y tiene su Bosón transmisor. De lo que no acabo de estar seguro es…del hecho en sí, de que podamos univer la Gravedad con la cuántica…¡son tan dispares! y habitan en reinos tan diferentes.

emilio silvera

Laq Tierra, como todo en el Universo, también cambió

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en También los planetas evolucionan    ~    Comentarios Comments (0)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

-ABCCiencia

Una niebla pestilente y tóxica cubrió la Tierra durante un millón de años

 

El planeta estuvo cubierto por una niebla de metano justo antes de la llegada del oxígeno a la atmósfera, hace 2.400 millones de años

Imagen real de Titán, la luna de Saturno, recubierta por una atmósfera de metano

Imagen real de Titán, la luna de Saturno, recubierta por una atmósfera de metano – NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

Hace 2.400 millones de años la Tierra sufrió uno de los cambios más drásticos de toda su existencia, (sin contar con la aparición del ser humano). Las bacterias comenzaron a usar la luz del Sol para crecer y nutrirse, a través de la fotosíntesis, y en el camino liberaron tanto oxígeno, que su concentración en la atmósfera aumentó 10.000 veces. Este gas era tóxico para la mayoría de los seres vivos que vivían por entonces, pero con el paso del tiempo, esta Gran Oxidación de la atmósfera permitió la aparición de animales y plantas.

Pero antes de eso, ¿qué ocurría? Un estudio publicado este lunes en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), y realizado por científicos de la NASA, entre otros, ha propuesto que una de las causas que activó la Gran Oxidación fue la presencia, durante un millón de años, de una extensa niebla de metano, un gas tóxico y pestilente, por todo el planeta,

«La transformación de la atmósfera tóxica de la Tierra a una composición más acogedora, rica en oxígeno, ocurrió en un instante, en la escala geológica», ha explicado en un comunicado James Farquhar, investigador en la Universidad de Maryland (Estados Unidos) y coautor del estudio.

En concreto, esta transformación apenas duró un millón de años: «por fin hemos completado el proceso por el cual esta niebla de metano favoreció que esto ocurriera», ha añadido Farquhar.

Planeta Azul

De planeta marrón a planeta azul

 

Los científicos usaron sofisticados modelos atmosféricos y un detallado registro químico para estudiar la composición de la atmósfera previa a la Gran Oxidación. Bucearon en un detallado registro químico de la atmósfera del Eón Arcaico, la etapa geológica que comenzó hace 4.000 millones de años y que acabó a los 2.400.

Una de las claves de esta investigación ha sido descubrir unos patrones anómalos en los isótopos de azufre (unos compuestos que se suelen usar para reconstruir atmósfera pasadas) en el registro geológico.

Gracias a esto, han sugerido que las bacterias, la única forma de vida que había en ese momento en la Tierra, producían cantidades masivas de metano. Hasta tal punto que fueron capaces de mantener una neblina de metano que sería similar a la que hay hoy en día hay en Titán, la luna de Saturno.

Imagen relacionada

La importancia del hidrógeno

 

 

Estas conclusiones coinciden con las de otros estudios que han descrito episodios de este tipo en otros períodos de la vida del planeta. Pero en este caso, se trata de la primera investigación en la que se describe la gran velocidad con la que ocurrió esta transformación de la atmósfera a partir de la niebla de metano. Y todo gracias a la salida del hidrógeno.

«Los altos niveles de metano significan que mayores cantidades de hidrógeno, el principal gas que evita la acumulación de oxígeno, pudo escapar al espacio exterior, allanando el camino para la Gran Oxidación», ha dicho Aubrey Zerkle, coaturoa del estudio e investigadora en la Universidad de Saint Andrews (Reino Unido).

“Titán, el satélite más grande de Saturno, posee una atmósfera rica en metano y nitrógeno. En 2014 se envió la sonda espacial Cassini que detectó una fuga en la atmósfera de Titán de siete toneladas por día saturnino, que dura poco más de 10 horas, de compuestos de carbono, hidrógeno y nitrito. Andrew J. Coates, Anne Wellbrock y otros investigadores de la University College London (UCL) descubrieron la razón. El nitrógeno y el metano, moléculas neutras, al estar en contacto con la luz solar se convierten en iones y fotoelectrones, es decir, electrones de carga negativa. Estos fotoelectrones pueden desplazarse con mucha facilidad por el campo magnético generado por Saturno y al hacerlo crean un campo eléctrico. Este fenómeno genera un viento polar que también se observa en la Tierra en los dos polos y tiene como consecuencia, en Titán, la fuga de su atmósfera. Se piensa que este evento también existe en Marte y Venus.
Este descubrimiento refuerza, según los investigadores, la idea de que pese a lo lejos que está Titán de nuestro planeta y a su categoría de satélite, es uno de los cuerpos celestes más similares a la Tierra.”

Titán hoy puede ser como aquella Tierra del pasado

https://lh4.googleusercontent.com/-Y9tErwra_sE/TYKAjXc490I/AAAAAAAAcf0/zGRetejF4yo/s1600/titanrain_garlick_big.jpg

                                                    El Titán de Hoy… ¿Será la Tierra del mañana?

Según sus modelos, la atmósfera de metano sobrevivió durante alrededor de un millón de años y, poco a poco, el hidrógeno fue desapareciendo del aire. Pero, una vez que se llegó a una cierta cantidad, fue cuando se dieron las condiciones adecuadas para la explosión del oxígeno.

Esta investigación ha sido realizada por científicos de la Universidad de Saint Andrews (Reino Unido), del laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (Estados Unidos) y de la Universidad de Leeds, entre otros. En opinión de los autores, ayudará a entender ya no solo la historia de la Tierra, sino también la de otros planetas.

Siempre imaginando lo que podría ser mañana

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Viajar al Espacio    ~    Comentarios Comments (5)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

Astronomía: Reportaje en El Español

 

Lo que Hollywood no te contó sobre los viajes a la velocidad de la luz

Aunque planetas como Próxima b puedan ser habitables, ¿podremos viajar alguna vez hasta allí?

Resultado de imagen de Escenas de la Guerra de las Galaxias de 1977

 

Fotograma de la La guerra de las galaxias (1977)

 

 

El gran parabrisas de la nave estelar deja ver el espacio profundo extendiéndose delante de los protagonistas. El piloto, normalmente con una sencilla palanca, acciona el mecanismo que pone en marcha los propulsores y la nave alcanza la velocidad de la luz en décimas de segundo. Mientras dejan atrás a sus perseguidores, la cabina se enciende y las estrellas más cercanas se convierten en trazas luminosas que se deslizan majestuosamente formando un túnel alrededor de los viajeros.

 

 

Resultado de imagen de El Halcón milenario viaja a la velocidad de la luz

 

 

Pues bien… “Si esto [se refiere a la mítica escena arriba descrita de La Guerra de las Galaxias en la que Han Solo, Luke, la princesa Leia y Chebwacca escapan a bordo del Halcón milenario] ocurriese realmente, en menos de un segundo esa nave debería estallar, desintegrándose por completo y haciendo pedazos a todos sus ocupantes. Fin de la película”, reconoce entre risas Arturo Quirantes, profesor titular de Física en la Universidad de Granada.

 

 

     Próxima b orbitando la estrella enana roja

En los últimos días, el anuncio oficial de la detección de Proxima b, un planeta potencialmente habitable en la estrella más cercana a la Tierra, ha hecho volar la imaginación de todos los apasionados a la ciencia y la exploración espacial. Durante décadas, el cine y la literatura de ciencia ficción nos han transportado de un mundo a otro mediante naves capaces de alcanzar la velocidad de la luz, y ahora que tenemos un planeta a la vuelta de la esquina muchos han empezado a hacer cálculos de cómo podrían llegar hasta allí.

 

 

Voyager.jpg

 

La Voyager 1 que ya salió del Sistema solar y anda perdida por el Espacio Interestelar

 

La nave más rápida que jamás ha construido la humanidad se llama Voyager 1. Despegó hace unos 40 años y en estos momentos está alejándose del Sistema Solar a la increíble velocidad de 17 km/s, o lo que es lo mismo: algo más de 60.000 km/h.

El problema es que aunque pudiésemos subirnos ahora mismo en la Voyager tardaríamos más de 70.000 años en llegar a nuestro destino en Proxima b… Necesitamos viajar mucho más rápido, y es aquí donde llegan realmente los problemas.

 

 

 

La USS Enterprise de Star Treck se desplaza a velocidad WARP

 

La idea de viajar a velocidades cercanas a la luz no es sólo el sueño de un puñado de apasionados de la ciencia ficción, es un problema científico al que tarde o temprano tendremos que enfrentarnos si queremos explorar el espacio. Claro que, como alcanzar físicamente la velocidad de la luz es imposible, dado que esa velocidad marca el límite que impone el Universo y, además, cualquier objeto que se acerce a la velocidad de c (la velocidad de la luz en el vacío), a medida que se acerca a los 299.792.458 metros por segundo, su velocidad se va reduciendo y la energía inercial se va convirtiendo en masa, es decir, la nave se va haciendo más masiva y sus ocupantes también, con lo cual, llegaría a explotar en el límite.

Presicemante por eso, la única solución que tendremos para viajar al Espacio “de verdad”, será la de encontrar la manera de burlar a la velocidad de la luz, es decir, mediante Agujeros de Gusano, Hiperespacio, o, cualesquiera otros caminos que nos lleven en corto tiempo a lugares muy lejanos.

Una nanovela láser para viajar a Alfa Centauri (Breakthrough Starshot).

En abril de este mismo año un grupo de multimillonarios, como el ruso Yuri Milner o el creador de Facebook Mark Zuckerberg, con la asistencia científica de Stephen Hawking, presentaron Breakthrough Starshot, un proyecto de investigación que plantea la posibilidad de que pequeñas sondas alcancen un 20% de la velocidad de la luz, propulsadas por velas láser.

¡El 20% de la velocidad de la Luz! Que siendo mucho, es al mismo tiempo insuficiente.