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No siempre hemos visto el Universo de la misma manera

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y... ¿nosotros?    ~    Comentarios Comments (0)

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Se reproduce aquí, a modo de resumen, el primer párrafo de cada uno de los artículos que componen la segunda parte del libro Astronomía: De Galileo a la exploración espacial del astrónomo y divulgador Rafael Bachiller, donde se rememora los hitos más importantes de la astronomía ocurridos en lo siglos XX y principios del XXI (hasta 2009). El lector interesado puede acceder al contenido completo de los mismos a través de la obra mencionada o desde la dirección web (Lunwerg: Astronomia. De Galileo a la exploración espacial), donde fueron originalmente publicados con motivo del 400 aniversario del nacimiento de la astronomía moderna.

               Diagrama de Hertzsprung y Russell y los dos astrónomos autores del mismo

SIGLO XX-XXI

De la evolución estelar a los telescopios espaciales

 

Resultado de imagen de Evolución espacial de los telescopios

    1913 La clasificación de las estrellas

En 1913 los astrónomos Hertzsprung y Russell establecieron, de manera independiente, un esquema para la clasificación de todas las estrellas de acuerdo con dos parámetros: temperatura y luminosidad. Lo que se conoce en el argot astronómico como diagrama H-R (por las iniciales de sus descubridores) pronto se reveló como una herramienta potentísima en el estudio de la estructura y evolución de las estrellas. De manera análoga a como la catalogación de los seres vivos condujo a Darwin a la teoría de la evolución de las especies, la clasificación H-R de las estrellas condujo a los astrónomos a establecer, en la primera mitad del siglo XX, una teoría de la evolución estelar que es considerada como uno de los mayores logros de la Astrofísica de todos los tiempos.

1915 El universo relativista de Einstein

En 1915, Albert Einstein enunció su Teoría de la Relatividad General, una nueva teoría de la Gravitación que vino a sustituir a la de Newton aportando una visión completamente revolucionaria del Universo. En la visión de Einstein, la materia, el espacio y el tiempo son tres elementos interconectados entre sí: la gravedad puede ser interpretada como una curvatura del espacio. En el espacio-tiempo la luz se mueve a velocidad constante describiendo trayectorias curvas según es desviada por la presencia de cuerpos materiales. La Teoría de la Relatividad resolvió elegantemente los problemas de la física clásica y realizó otras sorprendentes predicciones (como la curvatura de la luz en un campo gravitatorio) que fueron comprobadas experimentalmente de manera espectacular. Gracias a esta nueva teoría, el Universo pasó a describirse como un todo mediante una serie de ecuaciones que describen la íntima imbricación del espacio, el tiempo y la materia.

1925 Hubble y el universo extragaláctico

Resultado de imagen de Andrómeda

En 1925, el astrónomo norteamericano Edwin Hubble midió la distancia a Andrómeda y a otras nebulosas espirales y demostró que tales nebulosas estaban fuera, y muy lejos, de la Vía Láctea. Tales nebulosas eran por tanto galaxias independientes de la nuestra, lo que indicaba que el Universo era mucho mayor de lo que se había creído hasta entonces. Poco después, midiendo las velocidades de tales galaxias y comparándolas con sus distancias concluyó que todas ellas se alejaban entre sí. Georges Lemaître interpretó estas medidas como el resultado de la expansión del universo y, resolviendo las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, puso los cimientos de la teoría del Big Bang.

1931 El nacimiento de la Radioastronomía

A pesar de que Maxwell había descrito el espectro electromagnético a mediados del XIX, el estudio del universo estuvo limitado a la luz visible hasta bien entrado el siglo XX. La atmósfera terrestre actúa como una barrera bloqueando gran parte de la radiación que es emitida más allá del ultravioleta y del infrarrojo y, por otra parte, los astrónomos no disponían de la tecnología necesaria para construir detectores en rangos del espectro electromagnético diferentes del óptico. Pero esta situación cambió radicalmente cuando, en 1931, Karl Jansky descubrió ondas de radio que procedían de la Vía Láctea.

Resultado de imagen de hacia la mitad del siglo XX aún quedaba mucho cielo por descubrir, muchas eran las estrellas desconocidas

Aunque parezca difícil de creer, hacia la mitad del siglo XX aún quedaba mucho cielo por descubrir. Es cierto que por entonces se conocían las posiciones de cientos de miles de estrellas y galaxias sobre la bóveda celeste, pero aún no se sabía bien a qué distancia se encontraban.

Además, todos los catálogos estaban basados en observaciones realizadas con los telescopios “ópticos”, estos son, los que recogen la luz que nosotros vemos. Las técnicas de observación en otros “colores que no vemos”, como en rayos X, ultravioleta, infrarrojo o radio, estaban empezando a desarrollarse. Muchas tardarían aún décadas en llegar al ser imprescindible el uso de satélites artificiales. Por ejemplo, no hasta hace unos pocos años hemos empezado a “ver” de verdad los colores infrarrojos del Universo, gracias a satélites como Spitzer (NASA) y Herschel (ESA). Pero en la década de los cincuenta del siglo pasado la Radioastronomía ya había despegado. Ciertamente muchas sorpresas llegaron entonces gracias a la observación del cielo usando ondas de radio. Así, en…

1963 Se descubrimiento de los quásares

  El Quásar escondido en la Nebulosa del Cangrejo

El rápido desarrollo de la radioastronomía tras la Segunda Guerra Mundial condujo a la identificación de unas misteriosas fuentes de ondas de radio que, en el óptico, parecían estrellas muy débiles. En 1963, el astrónomo holandés-estadounidense Marteen Schmidt estimó la distancia y luminosidad de algunas de estas radiofuentes y concluyó que se trataba de galaxias situadas en los confines del Universo conocido. Tales galaxias poseían luminosidades muy superiores a las de todas las conocidas previamente. Hoy sabemos que tales objetos, denominados quásares, obtienen su energía de agujeros negros supermasivos situados en sus regiones centrales. El agujero negro, rodeado de un disco de acreción, es el origen de chorros bipolares de altísima velocidad.

Penzias y Wilson ante su antena | Bell Labs.
Penzias y Wilson ante su antena | Bell Labs.

En los Laboratorios de la Bell Telephone en Holmdel (Nueva Jersey) otros dos jóvenes astrónomos, Arno Penzias (nacido en 1933) y Robert Wilson (nacido en 1936), habían construido una extraña antena (una especie de gran bocina receptora) de 6 metros de longitud para observar posibles microondas provenientes del halo de la Vía Láctea. En 1965, detectaron una radiación misteriosa que no parecía tener relación con nuestra Galaxia. La insistente radiación era observable en todas las direcciones del cielo y permanecía omnipresente día y noche a lo largo de todo el año. Era una señal sumamente uniforme y que correspondía a una temperatura de tan sólo unos 3 Kelvin (270 grados Celsius bajo cero). Desconcertados, Penzias y Wilson concluyeron que necesariamente tal radiación era de origen cósmico, pero no tenían idea de qué fenómeno físico podía causarla.

1965 El eco del Big Bang

Como decimos en 1965 Penzias y Wilson descubrieron una misteriosa radiación de microondas en el fondo del cielo. Tal radiación, cuya existencia había sido predicha por varios investigadores durante las dos décadas previas, pudo ser inmediatamente reconocida como una reliquia del ‘Big Bang’. Estas observaciones vinieron por tanto a confirmar la interpretación de la ley de Hubble en términos de una expansión generalizada del universo que tenía su origen una gran explosión. Gracias a la misión espacial COBE de la NASA, se detectaron en 1992 las irregularidades primigenias que debieron dar lugar a la formación de galaxias y de cúmulos de galaxias. Posteriormente, la misión WMAP contribuyó a medir parámetros importantes del universo, tales como su edad y su composición. Finalmente, el telescopio Planck lanzado por la ESA en mayo de 2009 deberá refinar todas estas medidas culminando así medio siglo de sorprendentes descubrimientos cosmológicos.

               1968 El misterio de los púlsares

Los astrónomos Antony Hewish y Jocelyn Bell anunciaron, en 1968, el descubrimiento de unos objetos astronómicos nuevos. Los denominaron radiofuentes pulsantes, o simplemente púlsares, por tratarse de emisores de rapidísimas ráfagas de microondas que alcanzaban la Tierra con sorprendente regularidad. Por otro lado, desde varios años antes, astrónomos teóricos habían barajado la posibilidad de que algunas estrellas acabasen sus vidas en la forma de densísimos residuos estelares constituidos por neutrones. Cotejando las propiedades, pronto se concluyó que estas estrellas de neutrones predichas teóricamente eran los mismos objetos que los púlsares recién descubiertos.

                            1990 El lanzamiento del telescopio espacial Hubble

La atmósfera terrestre impone severas limitaciones a las observaciones astronómicas. Algunos rangos del espectro electromagnético, como la luz ultravioleta o la del lejano infrarrojo, quedan completamente bloqueados. Incluso la radiación que consigue llegar a la superficie terrestre es alterada, en mayor o menor medida dependiendo de su longitud de onda, por los movimientos turbulentos de las diferentes capas de nuestra atmósfera. La forma más directa de escapar a estos efectos, tan perjudiciales para la observación astronómica, consiste en instlar el telescopio por encima de la atmósfera, en una plataforma espacial. En 1990, tras numerosos estudios y experimentos con telescopios espaciales menores, la NASA puso en órbita el telescopio Hubble. Equipado con un espejo de 2,4 m de diámetro, el Hubble ha proporcionado resultados espectaculares y se ha convertido en un fenómeno que ha rebasado ampliamente los ámbitos de la astronomía.

                                                1995 ¡Planetas extrasolares!

En 1995 los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz anunciaron la detección de 51 Pegasi b, un planeta que orbita en torno a una estrella de tipo solar a 50 años luz de la Tierra. Confirmado prontamente por los norteamericanos Geoffrey Marcy y Paul Butler, este descubrimiento inauguró una intensa carrera que ha conducido a la detección de un total de más 400 planetas extrasolares contenidos en unos 300 sistemas planetarios. Aunque todos estos planetas son significativamente más masivos que la Tierra, la instrumentación que está siendo específicamente diseñada para la búsqueda y detección de planetas de tipo terrestre debería conducir en pocos años a la detección de otras tierras.

Imagen óptica-infrarroja-X del Centro Galáctico. | NASA, ESA, SSC, CXC, STSci.

Imagen óptica-infrarroja-X del Centro Galáctico. | NASA, ESA, SSC, CXC, STSci.

           El centro galáctico señalado con los detalles y objetos allí presentes

2002 Un agujero negro en el centro de la Vía Láctea

En el año 2002, un equipo internacional de astrónomos liderado desde el Instituto Max Planck de Física Extraterrestre de Munich presentó los resultados de un patrullaje de diez años de duración de la estrella S2 que orbita en torno al Centro de la Vía Láctea. Sus medidas indicaban que nuestro centro galáctico está ocupado por un agujero negro supermasivo de unos 4 millones de masas solares. Observaciones posteriores en un amplio rango de longitudes de onda (visibles, infrarrojas, radio, X y gamma) han confirmado este resultado ofreciendo más y más detalles. Se piensa hoy que la presencia de agujeros negros supermasivos no sólo tiene lugar en galaxias extremas, sino que puede ser un fenómeno habitual en la mayor parte de las galaxias espirales y elípticas.

Proyecto para el telescopio Europeo Extremadamente Grande. | ESO

   Proyecto para el telescopio Europeo Extremadamente Grande. | ESO

2009 Diseño y construcción de telescopios extremadamente grandes

La aventura de la construcción de telescopios que comenzó en 1609 con aquella primera observación realizada por Galileo está lejos de llegar a su fin. En el año 2009, simultáneamente con el lanzamiento de tres potentes telescopios espaciales, Kepler, Herschel y Planck, se estaban definiendo las características esenciales de tres Telescopios Extremadamente Grandes (ELT), dos norteamericanos y uno europeo. Se espera que estos telescopios entren en operación en la segunda mitad de la década de los 2010. En Radioastronomía hay que destacar dos proyectos colosales: la construcción del Atacama Millimeter Array (ALMA) que deberá finalizar hacia 2013, y el diseño del Square Kilometer Array (SKA) que está previsto hacia 2022. La observación con estos instrumentos revolucionará completamente la Astronomía en tan sólo dos décadas.

Hasta aquí y resumido, algunos de los descubrimientos y avances que hemos podido ir realizando a lo largo del tiempo, todos esos descubrimientos astronómicos producidos desde las primeras décadas del siglo XX que vinieron a modificar de raíz la imagen que teníamos del Universo como algo estático. Claro que no siempre ha sido así, nada es tan simple y todo tiene su historia, como nos decía Shakespeare:

“Y esta nuestra vida, libre de frecuentación pública,

Halla lenguas en los árboles, libros en los arroyos que fluyen,

Sermones en las piedras y bien en todas partes.”

 

Antes de llegar nosotros que ahora nos creemos los amos, “los que lo saben todo”, estuvieron aquí otros pueblos, otras civilizaciones que, a su manera y con los medios que tenían, también hicieron sus contribuciones para que ahora nosotros estémos en el nivel alcanzado con el esfuerzo de muchos que se podría remontar a la noche de los tiempos, es decir, hasta las civilizaciones antiguas sumerias, babilonicas, egipcias, chinas, hindúes, griegas, árabes, mayas… Contemos alguna parte de todo aquello y de cómo entramos en la actualidad.

Por aquel entonces, predominaba en la antigua Grecia una concepción del Tiempo que era cíclica, y tan cerrada como las esferas cristalinas en las que Aristóteles aprisionaba el espacio cósmico. Platón, Aristóteles, Pitágoras que crearon escuela junto a una pléyade de seguidores, todos ellos, soteníam la idea, heredada de una antigua creencia caldea, de que la historia del universo consistía en una serie de “grandes años”, cada uno de los cuales era un ciclo de duración no especificada que finalizaba cuando todos los planetas estaban en conjunción, provocando una catástrofe de cuyas cenizas comenzaba el ciclo siguiente. Se pensaba que este proceso tenía lugar desde siempre. Según el razonamiento de Aristóteles, con una lógica tan circular como los movimientos de las estrellas, sería paradójico pensar que el tiempo ha tenido un comienzo en el tiempo, de modo que los cielos cósmicos deben producirse eternamente.

La concepción cíclica del Tiempo no carecía de encantos. Expresaba un hastío del mundo y un elegante fatalismo del género que a menudo atrae a las personas con inclinaciones filosóficas, un tinte conservado en forma indeleble por el historiador islámico Ahmad ibn ‘Abd al-Ghaffar, al-Kazwini al-Ghifari, quien relató la parábola del eterno retorno.

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                            El mito del eterno retorno: la Regeneración del Tiempo

Tomado literalmente, el tiempo cíclico hasta sugiere una especie de inmortalidad. Como Eudemo de Rodas, discípulo de Aristóteles, decía a sus propios discípulos: “Si creéis a los pitagóricos, todo retornorá con el tiempo en el mismo orden numérico, y yo conversaré con vosotros con el bastón en la mano y vosotros os sentaréis como estáis sentados ahora, y lo mismo sucederá con toda otra cosa”. Por estas o por otras razones, el tiempo cíclico aún es popular hoy, y muchos cosmólogos defienden modelos del “universo oscilante” en los que se supone que la expansión del universo en algún momento se detendrá y será seguida por un colapso cósmico en los fuegos purificadores del siguiente bis bang.

Según Penrose (físico teórico de la Universidad de Oxford), el Big Bang no fue el inicio del tiempo y el espacio, sino uno de tantos inicios, pero de fases o etapas dentro de un universo mucho más viejo, y en el que cada Big Bang marca el inicio de un nuevo eón en su historia. Es tanto como decir que los 13.700 millones de años de nuestro tiempo, en los que han surgido estrellas, planetas y la vida; son una pequeña fracción de la vasta historia del universo.

Por supuesto, semejante afirmación viniendo de un físico tan prestigioso, ha de estar respaldada por algún tipo de observación empírica, y en este caso, se basa en los resultados obtenidos de la sonda WMAP de la NASA por el físico Vahe Gurzadyan del Instituto de Física Yerevan en Armenia, quien analizó datos de microondas de siete años procedentes de la sonda, así como datos del experimento de globO BoomeranG de la Antártida.

Claro que, todas estas ideas de un Tiempo repetitivo y eterno en su “morir” y “renacer”, a mí me produce la sensación de una excusa que se produce por la inmensa ignorancia que, del universo tenemos. Fijémonos en que, los pueblos antiguos desde los hindúes, sumerios, babilonios, griegos y mayas, todos ellos, tenían esa idea cosmológica del tiempo cíclico. Pero, pese a todos sus aspectos de aventura cósmica, esa vieja doctrina de la historia infinita y cíclica tenía el pernicioso efecto de tender a desalentar los intentos de sondear la genuina extensión del pasado. Si la historia cósmica consistía en una serie interminable de repeticiones interrumpidas por destrucciones universales, entonces era imposible determinar cual era realmente la edad total del universo.

Un pasado cíclico infinito es por definición inconmensurable, es un “tiempo fuera de la mente”, como solía decir Alejandro Magno. El Tiempo Cíclico tampoco dejaba mucho espacio para el concepto de evolución. La fructífera idea de que pueda haber innovaciones genuínas en el mundo.

  Todo, con el paso del Tiempo, se distorsiona y deteriora

Los griegos sabían que el mundo cambia y que algunos de sus cambios son graduales. Al vivir como vivían, con el mar a sus pies y las montañas a sus espaldas, se daban cuenta de que las olas erosionan la tierra y estaban familiarizados con el extraño hecho de que conchas y fósiles de animales marinos pueden encontrarse en cimas montañosas muy por encima del nivel del mar. Al menos dos de los hallazgos esenciales de la ciencia moderna de la geología -que pueden formarse montañas a partir de lo que fue antaño un lecho marino, y que pueden sufrir la erosión del viento y del agua- ya eran mencionados en épocas tan tempranas como el siglo VI a. C. por Tales de Mileto y Jenófanes de Colofón. Pero tendían a considerar estas transformaciones como meros detalles, limitados al ciclo corriente de un cosmos que era, a la larga, eterno e inmutable. “Hay necesariamente algún cambio en el mundo como un todo -escribió Aristóteles-, pero no en el sentido de que nazca o perezca, pues el universo es permanente.”

Para que la Ciencia enpezace a estimar la antigüedad de la Tierra y del universo -situar el lugar de la Humanidad en las profundidades del pasado, lo mismo que establecer nuestra situación en el espacio cósmico-, primero era necesario romper con el círculo cerrado del tiempo cíclico y reemplazarlo por un tiempo lineal que, aunque largo, tuviese un comienzo definible y una duración finita. Curiosamente, este paso fue iniciado por un suceso que, en la mayoría de los otros aspectos, fue una calamidad para el progreso de la investigación empírica: el ascenso del modelo cristiano del universo.

Inicialmente, la cosmología cristiana disminuyó el alcance de la historia cósmica, asó como contrajo las dimensiones espaciales del universo empíricamente accesible. La grandiosa e impersonal extensión de los ciclos temporales griegos e islámicos fue reemplazada por una concepción abreviada y anecdótica del pasado, en la que los asuntos de los hombres y de Dios tenían más importancia que las acciones no humanas del agua sobre la piedra. Si para Aristóteles la historia era como el girar de una gigantesca rueda, para los cristianos era como una obra de teatro, con un comienzo y un final definidos, con sucesos únicos y singulares, como el nacimiento de Jesús o la entrega de la Ley a Moisés.

Los cristianos calculaban la edad del mundo consultando las cronologías bíblicas de los nacimientos y muertes de los seres humanos, agregando los “engendrados”, como decían ellos. este fue el método de Eusebio, que presidió el Concilio de Nicea convocado por el Emperador Constantino en 325 d. C. para definir la doctrina cristiana, y quien estableció que habían pasado 3.184 años entre Adán y Abrahan; de san Agustín de Hipona, que calculó la fecha de la creación en alrededor del 5500 a. C.; de Kepler, que la fechó en 3993 a.C.; y de Newton, que llegó a una fecha sólo cinco años anterior a la de Kepler. Su apoteosis llegó en el siglo XVII, cuando James Ussher, obispo de Armagh, Irlanda, llegó a la conclusión de que el “comienzo del tiempo… se produjo al comienzo de la noche que precedió al día 23 de octubre del año… 4004 a. C.”

La espuria exactitud de Ussher le ha convertido en el blanco de las burlas de muchos eruditos modernos, pero, a pesar de todos sus absurdos, su enfoque -y, más en general, el enfoque cristiano de la historiografía-hizo más para estimular la investigación científica del pasado que el altanero pesimismo de los griegos. Al fifundir la idea de que el universo tuvo un comienzo en el tiempo y que, por lo tanto, la edad de la Tierra era finita y medible, los cronólogos cristianos montaron sin saberlo el escenario para la época de estudio científico de la cronología que siguió.

La diferencia, desde luego, era que los científicos no estudiaban las Escrituras, sino las piedras. Así fue como el naturalista George Louis Leclere expresó el credo de los geólogos en 1778:

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Así como en la historia civil consultamos documentos, estudiamos medallones y desciframos antiguas inscripciones, a fin de establecer las épocas de las revoluciones humanas y fijar las fechas de los sucesos morales, así también en la historia natural debemos excavar los archivos del mundo, extraer antiguas reliquias de las entrañas de la tierra [y] reunir sus fragmentos…Este es el único modo de fijar ciertos puntos en la inmensidad del espacio, y de colocar una serie de señales en el camino eterno del tiempo.

Bueno, hemos dado una vuelta por las ideas del pasado y de épocas antiguas en las que, los humanos, confunduidos (como siempre), trataban de fijar el modelo del mundo, del Universo. Ahora, mirando hacia atrás en el tiempo, con la perspectiva que nos otorga algunos miles de años de estudio e investigación, nos damos cuenta de que, la mayor parte de nuestra historia, está escrita basada en la imaginación y, los hechos reales, van llegando a nuestra comprensión muy poco a poco para conocer, esa realidad, que incansables perseguimos.

Para terminar, os recomendaré que nunca dejéis de lado la lectura:

¿Qué duda nos puede caber?

¿Acaso no es un libro el mejor compañero de viaje?

No molesta, te distrae y te enseña.

Si alguna vez viajas,

Recuerda esta reseña.

Claro que, de todo ese recorrido del que podemos hablar, debemos ir añadiendo cositas nuevas y nuevos sdescunbrimientos que nos harán conocer el universo de manera más completa y también familiarizarnos con los objetos que lo pueblan.

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Sofisticados artilugios tecnológicos que detectan las ondas gravitatorias producidas por colisiones descomunales de agujeros negos situados a miles de millones de nosotros, harán posible que vayamos conociendo otros aspectos nuevos de un universo vasto e inmenso.

emilio silvera

De tocar el violín al mundo cuántico de Einstein

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

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REPORTAJE EN  EL PAÍS

La física Leticia Tarruell simula materiales que todavía no existen en la naturaleza

 

 

 

 

 

La física Leticia Tarruell, con miembros de su equipo, en el ICFO.

                          La física Leticia Tarruell, con miembros de su equipo, en el ICFO. Juan Barbosa

El nobel de Física Richard Feynman, uno de los científicos más brillantes del siglo XX, dejó miles de frases memorables, como esta: “La física es como el sexo: seguro que tiene una utilidad práctica, pero no es por eso que lo hacemos”. En 1981, en una charla en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, Feynman, uno de los padres de la bomba atómica, reflexionó sobre el problema de simular con ordenadores clásicos la física cuántica, las asombrosas leyes que rigen el mundo de lo infinitamente pequeño. “La naturaleza no es clásica, joder, así que si quieres hacer una simulación de la naturaleza, será mejor que la hagas mediante la mecánica cuántica. Claro que es un problema maravilloso, porque no parece muy fácil”, proclamó.

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Ese mismo año de 1981 nació en Madrid Leticia Tarruell. Desde muy joven, iba para violinista. A los 21 años, había acabado los estudios finales en el Conservatorio Superior de Música de San Lorenzo de El Escorial y tocaba el violín en una orquesta de música de cámara. Pero, como pasatiempo, había hecho en paralelo la licenciatura de Física. “Mi proyecto principal era la música, la física era para pasármelo bien. Luego me di cuenta de que me gustaba más el proyecto secundario que el principal”, recuerda.

Tarruell ha creado, por primera vez en España, un condensado de Bose-Einstein, un nuevo estado de la materia predicho por Albert Einstein hace 90 años

condensado-bose-einstein

Hoy, Tarruell hace realidad el sueño de Feynman. En su laboratorio del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en Castelldefels (Barcelona), ha construido un simulador cuántico: una máquina que enfría átomos hasta casi el cero absoluto (menos de -273 grados) y permite manipularlos a voluntad para simular, por ejemplo, materiales que todavía no existen, como superconductores de electricidad a temperatura ambiente. Su trabajo se ha publicado en revistas como Science y Nature. Y acaba de recibir el premio al mejor investigador novel en física experimental otorgado por la Real Sociedad Española de Física y la Fundación BBVA.

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“La música y la investigación se parecen bastante. Aprendes cosas nuevas todo el rato y también es un trabajo en equipo”, reflexiona. En 2002, Tarruell cogió su violín y se fue de beca Erasmus a la Universidad París 7, en la capital francesa. Allí conoció el mundo de los átomos ultrafríos. “Iba para seis meses y me quedé seis años”, rememora.

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Tras pasar cuatro años en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza) y ganar una plaza fija en el Centro Nacional para la Investigación Científica francés, Tarruell regresó a su país de nacimiento en 2013. Es un cerebro fugado y recuperado. “Llevaba toda la vida diciendo que era una pena que no se hicieran más experimentos así en España y que si un día me salía la oportunidad volvería. Si te dan la oportunidad y no vuelves, te tienes que tragar todo lo que has dicho de que tiene que haber más investigación en España”, recuerda entre risas.

 

 

 

                               Leticia Tarruell, con su simulador cuántico, en el ICFO. Juan Barbosa
 

 

El equipo de Tarruell ha realizado más de 700 pedidos de piezas para construir su máquina. “Enfriar un átomo es reducir su velocidad. Cuanto más lentos van, más fríos están”, señala la física. Su artilugio se queda a tan solo decenas de milmillonésimas de grado del cero absoluto. A esa temperatura, el átomo casi no se mueve y se pueden medir muy bien sus características. Un átomo de cesio-133, por ejemplo, produce 9.192.631.770 oscilaciones en un segundo si está a 273 grados bajo cero. Ni una más, ni una menos. Desde 1967, un segundo de tiempo se define como la duración de 9.192.631.770 oscilaciones de un átomo de cesio-133. Los átomos ultrafríos miden el tiempo de nuestras vidas.

Resultado de imagen de Leticia Tarruell y los átomosResultado de imagen de Leticia Tarruell y los átomos ultrafríos

“Nosotros metemos los átomos en una trampa, que hacemos con campos magnéticos o con láseres que focalizamos mucho. Si los enfriamos lo suficiente, entran en un régimen cuántico”, detalla la investigadora. Cuando están muy calientes, añade, los átomos son como bolas de billar: partículas que se mueven muy rápido y chocan entre ellas. Pero cuando se enfrían, se empiezan a comportar también como ondas. Entran en juego las fascinantes leyes que rigen el mundo invisible. La misma partícula puede estar en dos sitios a la vez.

Algunos físicos teóricos, como los españoles Ignacio Cirac y Oriol Romero-Isart, han propuesto investigar si un animal, enfriado hasta el cero absoluto, puede estar en dos sitios a la vez. Sería un animal microscópico, por supuesto: el oso de agua, un invertebrado de unos 0,5 milímetros. Físicos experimentales como Tarruell serán los encargados de averiguarlo en el futuro, cuando la tecnología esté lista.

El ‘santo grial’ de este campo de investigación es encontrar un material superconductor de electricidad a temperatura ambiente

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La superconductividad permite la levitación magnética de ciertos materiales

De momento, la principal línea de investigación del grupo de Tarruell es intentar entender las propiedades de sistemas cuánticos de muchas partículas. “Una sola partícula no se comporta igual que 100.000 cuando interactúan entre ellas. Me interesa saber qué tipo de nuevo comportamiento colectivo aparece. Pasa igual en la sociedad. No por entender a dos o tres personas entiendes cómo funciona la sociedad. En la mecánica cuántica es lo mismo”, aclara.

Hace un año, el equipo de Tarruell creó, por primera vez en España, un condensado de Bose-Einstein, un estado de la materia que se obtiene a temperaturas cercanas al cero absoluto, en el que todas las partículas se encuentran en el mismo estado y se pueden manipular fácilmente: colocarlas en línea o formando un plano o una estructura tridimensional. El concepto del condensado de Bose-Einstein surgió en la década de 1920, cuando un desconocido físico de Calcuta (India), Satyendra Nath Bose, envió un manuscrito a Albert Einstein con las ideas fundacionales. En 1995, 70 años después de la predicción de este nuevo estado de la materia, los físicos estadounidenses Eric Cornell y Carl Wieman lograron un condensado de Bose-Einstein. Ganaron el premio Nobel de Física por ello.

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El santo grial de este campo de investigación es encontrar un material superconductor de electricidad a temperatura ambiente. Las empresas eléctricas añaden aproximadamente un 15% al consumo medido por un contador para compensar las pérdidas en forma de calor en las redes de transporte con cables de cobre. Un superconductor ahorraría miles de millones de euros y una cantidad ingente de emisiones de CO2, gas responsable del cambio climático generado, por ejemplo, al quemar carbón para producir electricidad.

Algunos materiales se comportan como superconductores a temperaturas ultrafrías. “Uno de los objetivos es ver cómo funcionan estos materiales, porque si alguien entiende su funcionamiento a lo mejor averigua qué hay que hacer para que funcionen a temperatura ambiente”, apunta Tarruell. En lugar de trabajar con electrones, personajes esenciales de los superconductores, pero más indomables, la investigadora trabaja con átomos de potasio, domesticables cuando se llevan al estado de condensado de Bose-Einstein. “Es como un Lego cuántico. Podemos fabricar casi cualquier cosa cuántica que se nos ocurra”, indica Tarruell. Incluyendo materiales que no existen en la naturaleza. Es el sueño que tuvo el nobel Richard Feynman en 1981. Cuando nació Leticia Tarruell.

El Verano en mi Ciudad

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Pequeño reportaje, Reportajes de prensa    ~    Comentarios Comments (0)

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 El verano en mi ciudad

Punta Umbría  Punta Umbría  Huelva

A unos pocos kilómetros de Huelva, tenemos algunas playas como las de Mazagón, Matalascañas, El Portil, El Rompido, La Antilla, Isla Canela y, cerca, está el Cabo de San Vivente en Portugal que hace el dibujo puntiagudo de la esquina peninsular por el Sur. La Capaital se queda prácticamente vacía los fines de semana y, todo el mundo, se desplaza hacia las playas a disfrutar del Sol, de la fina arena blanca y de los baños en la costa onubense que, son de agua templada y muy agradables.

Punta Umbria, es la playa de los huelvanos, y, en ella, desde que empezaron a colonizarla los Ingleses de las Minas de Rio Tinto, se fueron ubicaron las familias de la Capital y de los pueblos limítrofes hasta hacerla una playa de gran afluencia en verano (1.000.000 de personas) que, cuando pasa la época estival, desaparecen para que vuelva el pequeño pueblo de pescadores que en origen fue Punta Umbría.

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El municipio de Punta Umbría, en la provincia de Huelva, se ubica a solo 16 kilómetros de la ciudad de Huelva y 110 kilómetros de Sevilla.

Lugar aparicion

www.La Huelva-Cateta.es

Lugar exacto de la aparición de los restos. La zona más clara al norte es El Almendral, donde se sitúa la ciudad islámica de Saltish. Justo enfrente del círculo, en la orilla izquierda de la ría, donde se aprecia un puerto deportivo se encuentra el yacimiento del Eucaliptal. Un poco mas al norte, en la misma orilla están los restos de La Peguera

El misterio rodea esta aparición de los restos y se ha iniciado una investigación para datar de forma más precisa los huesos. La zona en la que han aparecido es la periferia del gancho arenoso de la Cascajera, en su unión con la marisma. Este gancho ya existía en época romana y en la zona han aparecido restos cerámicos asociados a explotaciones de salazón romanas, puestas en relación con piletas romanas de la zona del Almendral (junto a los restos islámicos de la ciudad de Saltish) y con el poblado del Eucaliptal en Punta Umbría, justamente en la orilla opuesta a la de los restos encontrados.

Esta localidad dispone de numerosos emplazamientos de gran interés, como por ejemplo el yacimiento romano de El Eucaliptal, situado en las afueras del núcleo urbano de Punta Umbría. Aquí es posible encontrar numerosos restos que dan cuenta de la vida cotidiana de la época, así como de tipo funerario, los cuales corresponden al período comprendido entre los siglos II y IV después de Cristo.

“La Iglesia de Nuestra Señora De Lourdes es el principal templo religioso del lugar, cuya construcción, que estuvo a cargo del arquitecto Pérez Carasa, finalizó en el año 1950.

Siguiendo con el recorrido, es posible visitar la Torre Umbría, una torre de defensa que fue levantada entre los siglos XVI y XVII a pedido del Rey Felipe III con el fin de  vigilar la costa ante el posible ataque de los piratas. La torre era custodiada por carabineros y estaba rodeaba por un pequeño poblado de pescadores. La Torre Almenara es, sin dudas, el monumento más emblemático de Punta Umbría, preside su escudo y es símbolo del pueblo.
Si de naturaleza se trata, nada mejor que trasladarse hasta los Enebrales de Punta Umbría, un paraje natural que ocupa una extensión de 178 hectáreas. Dispone de un cordón dunar, dominado por enebros y sabinas, lo cual dota de una característica singular al paisaje.

La Mata Negra / Los Enebrales

                         Arriba la Torre y la zona conocida como la Mata Negra y los Enebrales

Al mismo tiempo, merece la pena dar un paseo por La Norieta, un parque periurbano de 94 hectáreas, que se encuentra dentro de la reserva natural de la laguna del Portil. Es un espacio sensacional para la recreación,  en donde se reúnen los habitantes de las poblaciones aledañas para disfrutar de la naturaleza.

                        El espacio salvaje se ve invadido por la “civilización”

La Laguna del Portil, formada por el represamiento de arroyos por acción de las dunas móviles,  constituye una reserva natural de enorme belleza. Posee una vegetación palustre, que incluye especies como juncos, espadañas, castañuelas y ranúnculos. Además, cuenta con una rica fauna, conformada sobre todo por aves, ya que esta reserva es usada como lugar de paso en su ruta migratoria, además de ser una zona de invernación de ciertos ejemplares.”

Punta Umbría

En esta zona, donde vivimos muchos años cuando mis primeros tres hijos eran pequeños: Maria del Carmen, Raquel y Emilin. ¡Emilin! Un torbellino de energía que no podía quedarse quieto ni un momento, lo mismo se pasaba a la otra banda de la ría para coger bocas que, buceando en el Espigon, nos traía a casa una redecilla llena de camarones… ¡Qué personaje entrañable!

                     Arriba la parte de la Ría y debajo una escena de la Playa en Punta Umbría

Como Sevilla está muy cerca y sus habitantes huyen de los más de 40 ºC que en aquella Capital tienen que sopoirtar, los fines de semana, en avalancha de caminonetas y vehículos particulares de todo tipo, las playas de Huelva son literalmente invadidas, sobre todo, las de Matalascañas que les coge más cercanas.

              En Matalascañas tenemos metida a medio Sevilla en verano

Por mi parte, será porque desde pequeño la visitaba con frecuencia con mi padre, pescador de profesión, en aquellos barquitos veleros de mi abuelo Emilio que, por aquellos tiempos,  se dedicaban a la pesaca de la Caballa que vendían en la consevera de Tejero en la Rábida (hoy desaparecida). Mi tendencia es siempre Punta Umbria, la más familiar y conocida de rincones más acogedores y panoramas más luminosos y bellos.

Desde cualquier punto que la queramos mirar, desde las distintas perspectivas que podamos encontrar, siempre nos sorprenderán la belleza natural de una zona privilegiada en la que la Naturaleza se esforzó por dejar todo lo mejor de su variado repertorio de escenarios naturales para que, nosotros los humanos, podamos gozar en paz y tranquilidad.

Como mi casa está situada a escados 15 kilómetros de todos estos lugares, los visitamos con frecuencia y podemos disfrutar de estos parajes naturales en los que, de vez en cuando en la retama del camino, podemos encontrar ¡Camaleones! que en pequeñas colonias protegidas perviven… ¡A pesar de todo!

Resultado de imagen de Camaleones en los enebrales

                      El Camaleón en la Retama

Cuando los chicos eran pequeños y paseábamos por allí, algunos de ellos cogieron para poder verlos y asombrados miraban aquellos ojos que giraban en círculo de manera imposible. Una vez saciada la curiosidad, los volvían a dejar en sus enebrales para que siguieran su rumbo en paz. Si supiéramos respetar la Naturaleza y a todos los seres que la pueblan… ¡En otro mundo mejor viviríamos.

            En esta zona se ubican los pequeños pesqueros del pueblo marinero

Sitios como este abundan en la Playa de Punta Umbría en los que, por módicos precios se puede comer bien y a gusto de todos. El marisco es el plato que más prolifera, ya que, en la zona, la Gamba Blanca de Huelva es la reina de todas las fiestas. Incluso en el verano se dedica un día a “La Fiesta de la Gamba” y, es un panorama digno de ver como llegan de todas partes para degustar el producto de la costa onubense por poco dinero.

                            Hay buenos hoteles para aquellos que lo pueden pagar

El Apartamento playero está cerrado y, con mi mujer, acostumbro todos los días de lunes a jueves, a dar una vuelta por el Terramar, un lugar agradable junto a la Playa donde tomamos un cafe, y, mientras ella toma un baño compartido entre el océano y el Sol, yo escribo en una de mis libretas para sacar algún trabajo que poder ofrecer a ustedes.

Bueno que el verano (que se acaba) sea para todos un buen recuerdo.

emilio silvera

Si la Naturaleza bosteza… ¡Nosotros a Temblar!

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

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Un fuerte terremoto de magnitud 6,2 en la escala de Richter, con epicentro entre Perugia y Rieti, sacudió el centro de Italia, provocando la muerte de al menos 300 personas. Otras tantas están desaparecidas bajo los escombros y los daños en los edificios son numerosos, especialmente en los municipios de Norcia, en la provincia de Perugia, y en los de Amatrice y Accumoli, en Lacio.

“La mitad de la población ya no existe, casi toda la gente está bajo los escombros”, se lamentaba el alcalde de Amatrice, una de las localidades más afectadas.

Los servicios de rescate trabajan en toda la zona desde primera hora de la mañana auxiliando a los afectados.

Vista aérea antes y después de Amatrice.

           Vista aérea antes y después de Amatrice

El Hotel Roma de Amatrice.
                       El Hotel Roma de Amatrice
El campanario de Amatrice antes y después

                El Campanario antes y después

Richard Rossi y su nieto de cuatro años buscan un lugar elevado después de que su casa se inundase en St. Amant, Luisiana. (Reuters)
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Richard Rossi y su nieto de cuatro años buscan un lugar elevado después de que su casa se inundase en St. Amant, Luisiana. (Reuters)

Las inundaciones sin precedentes que asuelan desde el pasado viernes Luisiana, al sur de EEUU, han dejado seis muertos y a más de 10.000 personas en refugios, mientras continúan este martes las tareas de rescate y se mantiene el estado de emergencia.

Las lluvias torrenciales del fin de semana obligaron a declarar como zonas de desastre Tangipahoa, St. Helena, East Baton Rouge y Livinstong, cuatro parroquias (distritos) del estado de Luisiana, que tiene esta división territorial equivalente a los condados del resto del país.

El balance de víctimas se mantiene en los seis confirmados el domingo, entre ellos una abuela que murió salvando a su nieto cuando ambos trataban de escapar de su vehículo inundado. En los últimos tres días, 20.000 personas han sido rescatadas de sus casas y vehículos y más de 10.000 están en refugios, en su mayoría situados en el área de Baton Rouge, la capital del estado.

El grave incendio de Madeira avanza hacia el centro histórico de la capital

                     El grave incendio de Madeira avanza hacia el centro histórico de la capital EFE

 

 

Islas de Madeira ha sido portada de medios nacionales e internacionales por dos terribles sucesos naturales. Foto/AFP.

 

El Gobierno de Portugal ya ha solicitado ayuda a la Unión Europea para combatir la oleada de incendios que castiga la parte continental del país y el archipiélago de Madeira , en cuya capital, Funchal, las llamas han causado la muerte de tres personas y cientos de hospitalizados. La ministra de Interior de Portugal, Constança Urbano de Sousa, ha confirmado que su país ha accionado el mecanismo europeo de protección civil por el que Portugal ya ha recibido el refuerzo de un avión anfibio Canadair procedente de Italia. Aunque el G obierno de España ya envió, hace dos días, dos aviones desde una base en Galicia para

La Humanidad, de manera periódica, se ve azotada por estos sucesos contra los que poco puede hacer, la Naturaleza es imparable. Hace unos años podíamos ver en las noticias la erupción del volcán Bárdarbunga:

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               Alerta Roja en Islandia pendiente de una peligrosa erupción volcánica.

Se ha producido una erupción en el volcán Bárdarbunga, al norte del Glacial Dyngjujokull.

El Volcan llevaba en silencio más de cien años. Claro que, los ciclos de la Naturaleza son mayores que los de los humanos.

 

 

 

 

La Oficina Meteorológica de Islandia (IMO) detectó este viernes una erupción en una fisura en el norte del volcán Bárdarbunga y elevó a rojo el nivel de alerta para la aviación sobre la zona, aunque aún no ha detectado cenizas.

La erupción comenzó al norte del glaciar Dyngjujökull pasada la medianoche y cerca de dos horas y cuarenta minutos pareció que la actividad disminuía.

   En Islancia ya tienen experiencia de estos sucesos

El temblor sísmico fue registrado por la cámara web situada en el área y también por todas las estaciones sísmicas.

El Bárdarbunga, uno de los volcanes de mayor tamaño de Islandia, está bajo un glaciar y no entra en erupción desde hace más de un siglo.

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Otras veces la catástrofe nos llega en forma de Tsunami, una inmensa ola de 30 metros de altura que nada la puede parar y va arrasándolo todo por el camino sembrando la debastación y la muerte.

tsunami en espana

Aunque en España no se producen fuertes terremotos con frecuencia, lo cierto es que sí existen varias zonas sísmicas debido a la influencia de las placas tecnónicas europea y africana.

Ya en 1755 un gran terremoto con epicentro en la costa de Lisboa provocó un tsunami que afectó duramente a ciudades como Cádiz y Huelva. Varios estudios indican que más de 2.000 personas perdieron la vida en España por las olas de 15 metros que provocó el terremoto portugués. Todavía se siguen encontrando depósitos marinos a kilómetros de la costa gaditana que evidencian las consecuencias letales de aquel tsunami.

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                                                                               Terremoto en Japón

Resultado de imagen de Los terremotos más famosos de la Historia

                                                                        Terremoto en Chile

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San Andrés: El peligro real de las fallas más temidas del mundo causante de los terremotos más debastadores de la Historia, como el de San Francisco.

Falla de San Andrés

                    La falla de San Andrés recorre California de norte a sur a lo largo de 1.300 kilómetros.

Un tsunami de proporciones bíblicas se adentra en la bahía de San Francisco, engullendo a su paso el icónico puente Golden Gate, antes de arrasar la ciudad californiana.

Estos son dos de los terroríficos escenarios que presentaba “San Andrés”, película protagonizada por Dwayne “la roca” Johnson que se estrenó en 2015 en los cines de todo el mundo.

Su argumento gira en torno a las devastadoras consecuencias de un potente terremoto en la famosa falla que da nombre al filme y que lleva el caos y la destrucción de la costa oeste estadounidense.

Y todo lo anterior, con ser terrorífico, sería sólo un susto si lo comparamos con la caída de un gran meteoritosobre nuestro planeta. Ya sabemos, por las huellas del pasado lo que pasaría y, sin embargo, otra cosa distinta sería vivirlo.

Los estudios geológicos llevados a cabo durante las últimas décadas nos han mostrado que nuestro planeta ha sido sometido a un bombardeo meteórico similar al sufrido por la Luna, e incluso más intenso. En realidad, debido a su mayor fuerza de gravedad, la tasa de impactos en la Tierra es 1.5 veces más alta que la de nuestro satélite natural.

El rango de tamaño de los objetos impactantes se halla entre cuerpos de pocos metros hasta otros de varios Km de diámetro, produciendo efectos muy distintos y factores diferentes: el diámetro del impactante, su velocidad, su densidad, el lugar en el que se produzca el impacto ya sea en mar o en tierra, etc. Un ejemplo de esto lo fue el “Suceso de Tunguska” cuyo pequeño impacto (30 de junio de 1908) ha pasado desapercibido, debido a que éste tuvo lugar sobre un paraje del planeta prácticamente despoblado. Que hubiera ocurrido si el hecho hubiese acontecido sobre un núcleo urbano o una zona densamente poblada?

El impacto de un asteroide o cometa con un diámetro de unos 10 Km liberaría unos 100.000 megatones de energía, lo equivalente a más de cinco millones de bombas atómicas como la que destruyó Hiroshima o 100 veces los actuales arsenales de armas nucleares. El impacto, que produciría una compresión de 10000 GPa, provocaría un terremoto de magnitud 12 en la escala de Richter, vientos de más de 500 Km/h y un calentamiento del punto de impacto en unos 100.000°C, temperaturas capaces de fundir instantáneamente entre 10 y 100 veces la masa del proyectil.

emilio silvera

Siempre queriendo saber ¡Nuestra curiosidad!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo misterioso    ~    Comentarios Comments (0)

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En esto de divulgar la ciencia en los apartados de la física o la astronomía, así como el recordar sucesos e historias antiguas, me viene a la memoria aquel dicho de Edith Wharton:

“Hay dos maneras de difundir la luz: ser la vela encendida o el espejo que la refleja.”

En ese sentido, como nadie nace sabiendo, todos hemos recibido el reflejo del saber del mundo al leer los pensamientos de otros, al prestar atención a las enseñanzas escolares y académicas o universitarias y, también, no pocos conocimientos adquiridos son el fruto de la experiencia y de la vida que cada uno de nosotros hemos llevado y nos ha tocado vivir.

Las branas son entidades físicas conjeturadas por la teoría M y su vástago, cosmología de branas.  En la teoría M, se postula la existencia de p-branas y d-branas (ambos nombres provienen parasintéticamente de “membrana”). Las p-branas son objetos de dimensionalidad espacial p (por ejemplo, una cuerda es una 1-brana). En cosmología de branas,  el término “brana” se utiliza para referirse a los objetos similares al universo cuadridimensional que se mueven en un sustrato de mayor dimensión. Las d-branas son una clase particular de p-branas.

File:Brane and dark matter.svg

    Aquí estaría representada la membrana y la materia oscura“.

Según la teoría de cuerdas, las membranas existen en la undécima dimensión,   en realidad son infinitas. Se dice que cada membrana corresponde a un un universo,  por ejemplo a nuestro universo le corresponde una membrana y las otras membranas serían universos paralelos.  Según algunos físicos el universo es una membrana esférica, los bordes de las membranas forman ondulaciones  las cuales están en constante movimiento, se dice que estas membranas se mueven con “forma de olas” en esta dimensión (11ª). Esta dimensión es sumamente delgada e infinitamente larga, estas membranas están en movimiento como las olas en el mar, es decir, las membranas serían burbujas en olas de mar que al chocar inician el big bang; es decir, el big bang es un fenómeno que ocurre una y otra vez.

En el marco de la teoría de cuerdas,  la membrana(M) es un conjunto de dimensiones presente, ampliando sus límites.  Se ha llegado a explicar la causa del “Big Bang”por el choque de dos membranas, así, la explosión producida sería la causa del nacimiento y expansión del universo. La materia y la energía sólo puede transmitirse a través de las cuatro primeras dimensiones excepto la gravedad,  que puede difundirse en las once. La materia de una puede alterar el espaciotiempo de otra paralela. De hecho, fenómenos similares fueron los que indujeron la teoría.

Hiperbólico (silla de montar)

Hiperbólico (silla de montar)

Las membranas podrían estar separadas por distancias pequeñísimas unas de otras, incluso, según resultados experimentales, a millonésimas de milímetro. Gracias a este hecho se intentaría explicar por qué la gravedad parece menos fuerte de lo que en realidad es. Las formas más postuladas son la de membranas planas y paralelas entre sí y la de paraboloide hiperbólico  (silla de montar).

Si las membranas son planas y paralelas, la gravedad quedaría encajonada entre ambas, fluctuando entre una y la otra, pero siempre manteniéndose constante. Por el contrario, si las membranas adoptaran la forma de silla de montar, irían perdiendo paulatinamente energía y, por tanto, materia, hasta desaparecer sumido en la difusión por las once dimensiones.

                                      El modelo Steinhardt–Turok

En este modelo cíclico basado en la cosmología de branas, rival del modelo inflacionario, dos láminas tridimensionales o 3-branas colisionan periódicamente. Según esta teoría la parte visible del universo de cuatro dimensiones representa una de esas branas, quedando la otra brana oculta a todas las fuerzas de la naturaleza excepto la gravedad. Cada ciclo consiste en que cada una de las branas dentro de un espacio-tiempo tetradimensional y separadas por una dimensión espacial muy corta y seis enrolladas chocan con cierta periodicidad creando condiciones parecidas a las del big bang del modelo inflacionario.

Según la teoría, después de millones de años, al aproximarse el final de cada ciclo la materia y la radiación se diluyen a casi cero debido a una expansión acelerada del universo alisando las dos branas pero con pequeños rizos o fluctuaciones cuánticas aún presentes que imprimirán en el próximo choque con no uniformidades que crearán grumos o cúmulos que generarán estrellas y galaxias.

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         Cuando todo “termina” se dan las circunstancias necesarias para que todo comience de nuevo

Pero sigamos con las dimensiones y las consecuencias más interesantes de añadir dimensiones espaciales extra que hacen posible que cambien las constantes de la Naturaleza observadas. Si el mundo tiene realmente cuatro dimensiones espaciales, entonces las verdaderas constantes de la Naturaleza existen en cuatro dimensiones. Si nosotros nos movemos sólo en tres de esas dimensiones, veremos y sentiremos sólo “sombras” tridimensionales de las auténticas constantes tetradimensionales.

En un lugar de más dimensiones que no vemos, el espacio y el tiempo pueden ser encubiertos y podría dar lugar a que se formen galaxias en un plano de sombras que no podemos alcanzar a ver en nuestro mundo tridimensional. sería como si un universo paralelo al nuestro estuviera llevando un ritmo en el que, las cosas podrían ser iguales pero distintas.

Claro que esas sombras de las que hablo, no tienen por qué ser constantes. Si la dimensión extra aumenta en tamaño, igual que se están expandiendo nuestras tres dimensiones del Universo, entonces nuestras constantes tridimensionales decrecerán al mismo ritmo. Esto nos dice inmediatamente que si algunas dimensiones extra están cambiando, deberán hacerlo de una forma bastante lenta; de lo contrario nosotros no las hubiéramos llamado “constantes” en absoluto.

  La constante de estrucvtura fina ha sido medida de mil manera

Tomemos  una constante tradicional de la Naturaleza, como la constante de estructura finanormalmente representada por el símbolo \alpha, es la constante física fundamental  que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética.  Es una cantidad sin dimensiones, por lo que su valor numérico es independiente del sistema de unidades usado.

La expresión que la define es:


\alpha =
\frac{e^2}{\hbar c \ 4 \pi \e<a href=

donde e es la carga elemental,  la  \hbar = h/(2 \pi) es la constante reducida o racionalizada de Planck, c es la velocidad de la luz  en el vacío, y  \e<a href=psilon es la permitividad del vacío. Si el tamaño de la dimensión extra del espacio es R, entonces el valor de la “constante” de estructura fina tridimensional α, variaría en proporción a 1/R2 cuando cambia R.

Imaginemos que estamos en un universo en expansión de cuatro dimensiones pero sólo podemos movernos en tres de ellas. Las fuerzas de la electricidad y el magnetismo pueden “ver” las cuatro dimensiones y encontraremos que nuestra parte tridimensional de ellas se debilitará cuando la cuarta dimensión se haga mayor.

Sabemos que si la constante de estructura fina tridimensional está cambiando no puede hacerlo en ninguna parte tan rápido como se expande el Universo. Esto nos dice que cualquier cuarta dimensión debe ser muy diferentes de las otras. La idea de Klein consistía en que es a la vez muy pequeña y estática y que está confinada en el límite de Planck. Alguna fuerza extra atrapa las dimensiones extra y las mantiene pequeñas. Si no cambian de tamaño de forma significativa no tenemos por qué ver ninguna de nuestras constantes cambiando.

Un escenario posible imagina que el Universo empieza con todas sus dimensiones espaciales comportándose de una manera democrática, pero luego, algunas de las dimensiones quedan atrapadas y permanecen compactadas de manera tal que son infinitesimales, están el el límite de Planck y permanecen, como digo, estáticas y muy pequeñas desde entonces en ese lugar invisible al que no podemos llegar y que se denota con:

L= (Gh/c3) ½ = 4’13 × 10-33 centímetros

Las otras tres dimensiones que sí consiguieron expandirse, son las que vemos y en las que vivímos, las que forman y hacen de nuestro universo el que podemos observar hoy, en el que se han conformado las galaxias y los mundos que, en alguna ocasión, han podido surgir criaturas que, como ha pasado aquí en la Tierra, hablen de estas cuestiones complejas que no llegan a entender… del todo.

Como no dejamos de pretender alcanzar lo “inalcanzable”, allá por el año 1982, los teóricos de cuerdas sugirieron por primera vez una respuesta a un viejo problema: cómo casar la teoría cuántica con la teoría de la gravedad de Einstein. Todos los intentos previos habían fracasado miserablemente. Predecían invariablemente que alguna cantidad medida debería ser infinita. Estos “infinitos” plagaban todas las teorías con sólo tres dimensiones de espacio y una de tiempo. Sin embargo, en 1984 Michael Green y John Wchwarz demostraron que este problema podía subsanarse combinando dos ideas radicales.

Einstein, desde donde se pueda encontrar, estará sonriendo al comprobar con satisfacción que sus ecuaciones de campo de la relatividad general, sin que nadie las llame y como por arte de magia, surgen de la Teoría M de cuerdas en la que subyacen sus ideas. Y, al contemplar, no sin cierto grado de asombro cómo se pueden unir las dos teorías (la suya y la de Planck, la de lo muy grande y lo muy pequeño), los que le siguieron habían conseguido lo que él mismo persiguió, sin conseguirlo durante más de treinta años.

Green y Wchwarz sugerían que, si se abandona la idea de que las entidades más básicas son puntuales (se referían a las partículas subatómicas), con tamaño cero, y se permite que haya más de tres dimensiones espaciales, entonces los infinitos desaparecen milagrosamente, cancelándose. Como sucede con la anterior teoría de Kaluza-Klein. Es apasionante y misterioso el hecho de que, en esa escala tan pequeña de 10-33 cm, la longitud fundamental de Planck, se puedan encontrar “escondidas” las dimensiones que nos permiten unificar las dos teorías más importantes de nuestro tiempo.

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                                 ¿Habrá un Universo en la sombra que no podemos ver?

Claro que, tendremos que poner los pies en el suelo y centrarnos en lo que “sabemos” y “vemos”: Neutrinos, fotonesquarksleptoneshadronesbariones y mesones, todos, en definitiva son lo mismo, distintos estados de la materia que conforman unos y otros en determinadas ocasiones, y, en cada momento, ocupan el lugar que les destina en Universo adoptando la forma que en ese preciso instante les corresponde. Claro que, todos estos, son objetos de nuestro Universo luminoso, el otro, el Universo en la Sombra, ni sabemos si puede estar realmente ahí.

Durante mucho tiempo, los físicos han sabido que toda reacción entre partículas elementales obedece a una simetría que llamamos CPT. Esto significa que si miramos la partícula de una reacción, y luego vemos la misma reacción cuando (1) la miramos en un espejo, (2) sustituimos todas las partículas por antipartículas y (3) hacemos pasar la partícula hacia atrás, los resultados serán idénticos. En este esquema la P significa paridad (el espejo), la C significa conjugación de carga (poner las antipartículas) y T la reserva del Tiempo (pasar la partícula al revés).

Claro que, todo lo anteriormente expuesto son sólo sugerencias del momento y que duran y tienen vigencia durante un tiempo impredecible, ya que, el tiempo sigue su marcha, el universo continúa expandiéndose y, nuestras mentes evolucionan para poder “ver” otras teorías y otros horizontes nuevos y más avanzados, complejos y profundos que nos acercan a la verdadera naturaleza del Universo que no comprendemos…, lo suficiente.

emilio silvera