Oct
19
Nuevos materiales, nuevos procesos, nuevos dispositivos I
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Física... ¡Y mucho más! ~
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En los últimos años se han desarrollado materiales que, debido a su estructura nanométrica, presentan nuevas propiedades, y por tanto tienen aplicaciones en campos tan diversos como son la transmisión de información mediante luz, el almacenamiento de datos, la generación y el transporte de energía eléctrica, la síntesis de catalizadores, la elaboración de textiles más resistentes, o la implantación de nuevos implantes óseos.
El gran número de nuevos materiales y dispositivos demostradores que se han desarrollado en estos años ha sido fruto, por un lado del desarrollo de sofisticadas técnicas de síntesis, caracterización y manipulación que se han puesto a punto y, por otro, del gran avance en los métodos de computación en la nanoescala (técnicas ab-initio, dinámica molecular, etc.) que se han probado en las grandes instalaciones dedicadas al cálculo científico de altas prestaciones. Es precisamente la combinación de experimentos punteros con métodos teóricos precisos un elemento esencial para comprender un gran número de procesos y mecanismos que operan en la nanoescala. En concreto, una de las aportaciones teóricas más importantes al desarrollo de la Nanotecnología ha llegado de la mano de la Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT, en sus siglas en inglés) por la que en 1998 Walter Kohn recibió el Premio Nobel en Química, compartido con John A. Pople, “padre” de la Química Cuántica. Con respecto al desarrollo experimental, cabe resaltar el alto grado de desarrollo de las técnicas SPM para ver y manipular la materia a escala nanométrica en multitud de ambientes diferentes (ultra alto vacío, humedad controlada, celdas catalíticas, temperaturas variables,…). Esta capacidad nos ha permitido diseñar nuevos experimentos con los que comprender el comportamiento de nuevos materiales y dispositivos. Dado la gran variedad de materiales y sus aplicaciones, es imposible en un artículo presentar una visión completa de la situación de la Nanotecnología, por lo que nos vamos a limitar a presentar algunos ejemplos que ilustran el estado actual de este campo.


Hacia la electrónica molecular: Electrónica molécular de espín. Representación del dispositivo compuesto por una isla base de cobalto sobre la que se deposita una sola molécula de …
Debido a su tamaño nanométrico, las estructuras moleculares pueden poner de manifiesto nuevas propiedades electrónicas. Sin embargo, la necesidad de poder producir estructuras nanométricas de forma masiva, tal y como requieren las aplicaciones industriales hace que la manipulación individual de nano-objetos como las moléculas pase a un segundo plano, requiriéndose alternativas más útiles para incorporar la Nanotecnología a los procesos de fabricación. Por esta razón, en los últimos años se están estudiando profusamente las condiciones de formación y las propiedades de capas autoensambladas de diferentes moléculas orgánicas sobre superficies.

ampliación del anterior, con el agregado de la molécula de piridina,a modo de explicación en el dibujo, toda la molécula (las 6 moléculas de piridina mas el átomo de cobalto)es una supramolecula.
En estos casos la superficie no sólo proporciona un soporte, sino que posee un papel activo en la formación de diferentes patrones moleculares en dos dimensiones. Así, la posibilidad de generar sistemas autoensamblados de moléculas con propiedades bien definidas y dirigidas hacia la realización de funciones concretas abre un camino para cambiar desde el imperante paradigma del silicio en la electrónica hacia otro basado en la electrónica molecular. Este nuevo paradigma será mucho más rico por la gran diversidad de componentes moleculares que pueden entrar en juego. Entre los componentes prometedores para la Nanotecnología, que están relacionados con las moléculas orgánicas, y que habrá que tener en cuenta en el futuro de la microelectrónica, estarán los fullerenos, los nanotubos de carbono y el grafeno, de los que hablamos a continuación.

Los fullerenos o “bucky-balls”
Con este nombre se denomina al conjunto de distintas moléculas cerradas sobre sí mismas con formulación. El más conocido, por lo estable y abundante en naturaleza es el llamado Cn. El más conocido, por lo estable y abundante en la Naturaleza es el llamado C60, que está formado por 12 pentágonos y 20 exágonos, dispuestos como en un balón de futbol. Las aplicaciones Nanotecnológicas que se pueden derivar del uso de esta molécula están todavía en fase de estudio y son muy variadas. Sin embargo, aunque actualmente no existen aplicaciones concretas ya se han sintetizado más de mil nuevas moléculas basadas en fullereno y hay más de cien patentes internacionales registradas. El carácter rectificador de los fullerenos les hace atractivos para su uso en electrónica molecular.
La formación de este tipo de estructuras se produce más fácilmente de lo que podemos imaginar, pues son uno de los principales integrantes de la carbonilla y se generan abundantemente en cualquier combustión. Sin embargo, a día de hoy uno de los principales problemas para su utilización es el de conseguir una síntesis controlada de fullereno. Esto requiere complicadas técnicas, tales como la vaporización del grafito o la pirolisis láser, que normalmente producen exclusivamente los fullerenos más estables. Recientemente se ha propuesto un nuevo método para conseguirlo basado en principios “nano”.

La paridad es la simetría de Alicia en el país de las maravillas a través del espejo. La simetría P de una ley física indica que dicha ley es invariante si …
Se trata de partir de una molécula precursora sintetizada de forma tal que sea como un fullereno abierto, con los enlaces rotos saturados por hidrógeno. Esta molécula se puede plegar sobre sí misma mediante una transformación topológica de manera que de lugar a un fullereno. Se trata de partir de una estructura plana (un recortable) para posteriormente ensamblar un objeto en tres dimensiones. Este plegado se consigue mediante un proceso des-hidrogenación catalizada por una superficie. Una vez que la molécula plana ha perdido estos hidrógenos se cierran sobre sí misma de forma expontánea formando un fullereno.
Este proceso se ha podido seguir, entre otras técnicas, mediante imágenes de microscopía túnel in-situ. Los mecanismos existentes en el proceso se pueden entender gracias a los cálculos ab-initio que apoyan la investigación experimental. Esta combinación pone de manifiesto como una molécula plana de carbono sin hidrógeno se pliega expontáneamente. La belleza de este nuevo método de síntesis reside en que si se sintetizan moléculas precursoras planas con diferentes topologías se pueden conseguir moléculas cerradas de diferentes formas, tamaños e incluso que contengan átomos diferentes al Carbono. Así se ha sintetizado por primera vez la molécula C57 N3 sobre una superficie.
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¡La Naturaleza! La NASA encontró fulerenos esféricos o buxkybolas en la nebulosa Tc1 a 6.000 años-luz. Posiblemente sean una de las moléculas más bellas que podamos encontrar, es una de las formas más estables del carbono, y sus 60 átomos se distribuyen formando 20 hexágonos y 12 pentágonos que ofrecen una forma idéntica al clásico balón de fútbol.

Nanotubos de Carbono
Si el descubrimiento del C60 fue un hito importante para la Nanotecnología, el de los llamados Nanotubos de Carbono lo ha superado con creces. Los Nanotubos de Carbono, unas diez mil veces más finos que un cabello, presentan excelentes propiedades físicas y su fabricación resulta relativamente económica. Un cable fabricado de Nanotubos de Carbono resultaría diez veces más ligero que uno de acero con el mismo diámetro pero sería ¡cien veces más resistente! A estas impresionantes propiedades mecánicas se le añaden unas interesantes propiedades eléctricas, puesto que pueden ser tanto conductores como aislantes, según la topología que presenten.
Un Nanotubo de Carbono se obtiene mediante el plegado sobre sí mismo de un plano atómico de grafito (enrollándolo). Según como se pliegue el plano grafítico se obtiene un Nanotubo que puede conducir la corriente eléctrica, ser semiconductor o ser aislante. En el primer caso, los Nanotubos de Carbono son muy buenos conductores a temperatura ambiente, pudiendo transportar elevadas densidades de corriente. En el segundo presentan propiedades rectificadoras. Por otra parte, si inducimos defectos en la estructura podemos generar moléculas semiconductoras y así formar diodos o transistores. Es decir, tenemos todos los elementos en nuestras manos para construir nanocircuitos basados en Carbono.

Grafeno
A un solo plano atómico de grafito se le llama grafeno, y éste, a diferencia del grafito, es difícil de obtener. Recientemente, mediante cálculos teóricos, se han realizado predicciones acerca de las importantes propiedades electrónicas que podría tener este material. Entre ellas una altísima movilidad electrónica y una baja resistividad, de manera que estos planos atómicos podrían ser los futuros sustitutos del silicio en los dispositivos electrónicos. Ahora bien, al día de hoy, estas propuestas provienen esencialmente de cálculos teóricos y, por tanto, antes de que el grafeno pase a sustituir al silicio en la electrónica del futuro, es necesario verificar las predicciones teóricas en el laboratorio. Actualmente, éste es un campo muy activo de investigación, y muchos grupos están trabajando en la obtención de capas de grafeno soportadas sobre diferentes materiales, como polímeros o aislantes, para poder determinar sus propiedades eléctricas y comprobar las predicciones teóricas.
El estudio de grafeno sobre metales de transición es un campo muy activo de investigación ya que las capas de grafeno crecen de manera fácil, muy controladas y con un bajo número de defectos sobre estas superficies. Además el grafeno sobre un substrato forma patrones conocidos como redes de Moiré, en las que la periodicidad atómica de las dos redes cristalinas (substrato y grafeno), coincide cada dos-tres nm, dando lugar a deformaciones de la capa de grafeno, que se reflejan como prominencias en la imagen STM.
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Nanohilos
No sólo las moléculas, los Nanotubos o el grafeno son las apuestas para sustituir al silicio. Otros elementos como los Nanohilos fabricados a partir de materiales semiconductores o los Nanohilos metálicos tendrán también cierto protagonismo. En concreto, los Nanohilos semiconductores presentan un gran potencial como transistores pero también presentan aplicaciones en campos como octoelectrónica o en la fabricación de censores biológicos. Por otro lado los Nanohilos metálicos, cuya síntesis controlada es más difícil, poseen gran interés como interconectores. En el caso de los Nanohilos formados de materiales Ni, Co o Fe se puede aprovechar también su potencial comportamiento magnetorresisitivo para ser usados en dispositivos de almacenamiento magnético. Los Nanohilos metálicos son interesantes a su vez porque los efectos de tamaño inducen en ellos la aparición de transiciones de fase martensíticas y la aparición de configuraciones no cristalinas.

En el siguiente hablaremos de las Nanopartículas y la fuente de estos conocimientos aparece publicada en…

Editadas por la RSEF.
Publica: emilio silvera
Oct
17
Imaginación sin límite pero… ¿Sabremos comprender?
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Física Relativista ~
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Está claro que pensar siquiera en que en nuestro Universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, habrá distintas leyes físicas, sería pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario, los científicos suponen con prudencia que, sean cuales fueran las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte del Cosmos por muy remota que se encuentre aquella región; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos y las fuerzas que intervinieron para formarlo también.

La materia y las fuerzas que conforman nuestro Universo
Las fuerzas fundamentale son
|
Tipo de Fuerza |
Alcance en m |
Fuerza relativa |
Función |
| Nuclear fuerte |
<3×10-15 |
1041 |
Une Protones y Neutrones en el núcleo atómico por medio de Gluones. |
| Nuclear débil |
< 10-15 |
1028 |
Es responsable de la energía radiactiva producida de manera natural. Portadoras W y Z– |
| Electromagnetismo |
Infinito |
1039 |
Une los átomos para formar moléculas; propaga la luz y las ondas de radio y otras formas de energías eléctricas y magnéticas por medio de los fotones. |
| Gravitación |
Infinito |
1 |
Mantiene unidos los planetas del Sistema Solar, las estrellas en las galaxias y, nuestros pies pegados a la superficie de la Tierra. La transporta el gravitón. |
Fue Einstein el que anunció lo que se llamó principio de covariancia: que las leyes de la naturaleza deberían expresarse en una forma que pareciera la misma para todos los observadores, independientemente de dónde estuvieran situados y de cómo se estuvieran moviendo. En caso contrario… ¿En qué clase de Universo estaríamos?
Lo cierto es que Einstein fue muy afortunado y pudo lanzar al mundo su teoría de la relatividad especial, gracias a muchos apoyos que encontró en Mach, en Lorentz, en Maxwell… En lo que se refiere a la relatividad general, estuvo dando vueltas y vueltas buscando la manera de expresar las ecuaciones de esa teoría pero, no daba con la manera de expresar sus pensamientos.
Sin embargo, fue un hombre con suerte, ya que, durante la última parte del siglo XIX en Alemania e Italia, matemáticos puros habían estado inmersos en el estudio profundo y detallado de todas las geometrías posibles sobre superficies curvas. Habían desarrollado un lenguaje matemático que automáticamente tenía la propiedad de que toda ecuación poseía una forma que se conservaba cuando las coordenadas que la describían se cambiaban de cualquier manera. Este lenguaje se denominaba cálculo tensorial. Tales cambios de coordenadas equivalen a preguntar qué tipo de ecuación vería alguien que se moviera de una manera diferente.
Einstein se quedó literalmente paralizado al leer la Conferencia de Riemann. Allí, delante de sus propios ojos tenía lo que Riemann denominaba Tensor métrico. Einstein se dio cuenta de que era exactamente lo que necesitaba para expresar de manera precisa y exacta sus ideas. Así llegó a ser posible la teoría de la relatividad general.

Gracias al Tensor de Rieman, Einstein pudo formular: ![]()
Recordando aquellos años de búsqueda e incertidumbre, Einstein escribió:
“Los años de búsqueda en la oscuridad de una verdad que uno siente pero no puede expresar el deseo intenso y la alternancia de confianza y desazón hasta que uno encuentra el camino a la claridad y comprensión sólo son familiares a aquél que los ha experimentado. “
Einstein, con esa aparentemente sencilla ecuación que arriba podemos ver, le dijo al mundo mucho más, de lo que él mismo, en un principio pensaba. En ese momento, se podría decir, sin temor a equivocarnos que comenzó la historia de la cosmología moderna. Comprendidmos mejor el universo, supimos ver y comprender la implosión de las estrellas obligadas por la gravedad al salir de la secuencia principal, aprecieron los agujeros negros… y, en fin, pudimos acceder a “otro universo”.

Es curioso como la teoría de la relatividad general nos ha llevado a comprender mejor el universo y, sobre todo, a esa fuerza solitaria, la Gravedad. Esa fuerza de la naturaleza que ahora está sola, no se puede juntar con las otras fuerzas que -como tantas veces hemos comentado aquí-, tienen sus dominios en la mecánica cuántica, mientras que la gravitación residen en la inmensidad del cosmos; las unas ejercen su dominio en los confines microscópicos del átomo, mientras que la otra sólo aparece de manera significativa en presencia de grandes masas galácticas, estelas y de objetos que, como los agujerods negros y los mundos, emiten la fuerza curvando el espacio a su alrededor y distorsionando el tiempo si su densidad llega a ser extrema.

Cuando miramos al cielo nocturno -en la imagen de arriba lo hacemos desde Tenerife- y nos sentimos reducidos, empequeñecidos por la inmensidad de las luces celestes que puntúan en el cielo, estamos mirando realmente una minúscula porción de las estrellas localizadas en el brazo de Orión. El resto de los 200 mil millones de estrellas de la Vía Láctea están tan lejanas que apenas pueden ser vistas como una cinta lechosa que cruza el cielo nocturno.

Cuando recordamos que la galaxia Andrómeda se está acercando a la Vía Láctea a unos 300 km/s, y sabiendo lo que ahora sabemos, no podemos dejar de preguntarnos ¿dónde estará la Humanidad dentro de cinco mil millones de años? Si tenemos la suerte de haber podido llegar tan lejos -que es dudoso-, seguramente, nuestra inmensa imaginación habrá desarrollado conocimientos y tecnologías suficientes para poder escapar de tan dramático suceso. Estaremos tan ricamente instalados en otras galaxias, en otros mundos. De alguna manera… ¿No es el Universo nuestra casa?
emilio silvera
Oct
17
¡¡Quásares!! Extraños objetos de inusitado brillo y energía
por Emilio Silvera ~
Clasificado en El Universo asombroso ~
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Una composición artísdtica del quásar más brillante descubierto hasta el momento: ULAS J1120+064.
Los quásares son galaxias distantes muy luminosas, alimentadas por un agujero negro supermasivo en su centro. Su brillo los convierte en poderosos faros que pueden ayudar a investigar la época en que se formaron las primeras estrellas y galaxias.Son útilespara ir comprendiendo cómo se formó el universo al revelar el estado de ionización del medio intergaláctico que tuvo lugar unos mil millones de años después del Big Bang. Parece que ULAS J1120+064 es es quásar más distante descubierto hasta el momento. Situado a más de doce mil millones de años-luz de nuestra Galaxia, está cerca de los limites del universo visible. La masa del agujero negro situado en el centro de ULAS J1120+0641 equivale a dos mil millones de veces la masa del Sol.

Estas fotos del Telescopio Espacial Hubble muestra diversos quasáres. Los quasáres son objetos distantes de gran energía. El quasar de arriba a la izquierda está a 1.4 mil millones de años luz de la Tierra. La imagen a la derecha muestra un quasar que puede ser el resultado del choque de dos galaxias viajando a 1 millón de millas por hora. Esta galaxia está a 3 mil millones de años luz de distancia. En la foto del centro un quasar se une con una galaxia.
STScI.
Los quásares han sido identificados históricamente en estudios ópticos, insensibles a fuentes de desplazamiento al rojo más allá de 6,5. Con el estudio de ULAS J1120+0641 se ha podido compronbar que tiene un acercamiento de 7,085, lo que significa 770 millones de años después del origen del universo. El quásar más cercano a este punto observado hasta el momento tenía un desplazamiento de 6,44 (100 millones de años más joven que este). Estudiar la distancia entre los dos “faros” servirá para arrojar algo de luz a una época de la que los científicos no tienen mucha información. Para la ciencia no es fácil poder explicar cómo, en una fase tan temprana del universo, se pudo crear un objeto con una masa tan inmensa que derriba las actuales teorías sobre el crecimiento de los agujeros negros supermasivos que predicen un crecimiento lento a medida que “el monstruo” atrae materia hacia sí desde la región circundante.

La imagen de arriba es otra representación artística de un Quásar, las auténticas los las seis fotografías que más arriba podéis ver y que representan -al menos eso es lo que parece- una apariencia estelar, muy similar a una estrella común tomada en la lejanía. Sin embargo el análisis detallado y profundo nos delatan algunas peculiaridades que rodean a esta clase de objetos y que los define en su singularidad propia que los hace muy diferents a las estrellas comunes al tener estructuras muy complejas. El descubrimiento de los quásares se debió a que son intensos emisores de radio ondas y también fuentes de rayos X, radiación ultravioleta, luz visible e infrarroja, es decir, la emisión de los cuásares recorre todo el espectro electromagnético.

Imagen de 3C273 recogida por el telescopio espacial Chandra
Fue en 1963 cuando M. Schmidt identificó por primera vez al quasar 3C 273 como el objeto más alejado entre todas las galaxias conocidas en ese entonces: los cálculos lo ubicaron a unos 2.000 millones de años-luz. Posteriormente, se comprobó que elcorrimiento al rojo de todos los quásares es mayor que el de las galaxias conocidas; por lo tanto, se encuentran más distantes que cualquiera de ellas. Esta evidencia confirmaría que se trata de los objetos más lejanos del universo conocido.
Así, las luces brillantes de los cielos que parecían estrellas, pero que eran demasiado luminosas para serlo, comenzaron a ser conocidas como objetos casi-estrellas o, resumiento, quasares. La extraordinaria luminosidad de los quasares era sólo una de entre sus poco frecuentes propiedades. Todavía era más extraño el hecho de que esa enorme efusión de energía parecía proceder de una región del espacio notablemente pequeña, más pequeña, de hecho, que nuestro Sistema solar.


Comparando las dos imágenes, aunque sean tan distitnas y representan realidades tan opuestas, lo cierto es que uno se hace una idea de lo inmensamente rica que es la diversidad del Universo con todas las formas y objetos que contiene. Un simple paisaje de nuestro planeta y un quásar lejano y, sin embargo, todo lo que está presente en ambos lugares está hecho de la misma cosa, Quarks y Leptones que se conforman de manera distinta para dar resultados diferentes y diferentes propiedades que han partido de una fuente común.
Lo asombroso de los quásares está en una pregunta que se hacen todos los astrónomos: ¿Cómo puede un objeto tan “pequeño” como un sistema solar producir la energía de cientos de miles de millones de estrellas? Y, sin embargo, el espacio que ocupan no tiene lugar para contener tántas estrellas como serían necesarias para emitir esa enorme energía. Lo cierto es que no se sabe si existe alguna fuerza desconocida para la ciencia que pueda generar la energía de los quásares. Una fuerza incluso más poderosa que la nuclear que es la que genera la energía que irradian las estrellas.
El misterio fue desvelado a base de observaciones y cálculos y más comprobaciones: Los quásares eran, en realidad, enormes agujeros negros situados en el centro de las galaxias más lejanas del Universo que, habían tenido el tiempo suficiente para hacerse tan inmensamente grandes que, dominaban la galaxia que los contenían y eran una gran parte de ella. Otros postulan que son galaxias jovenes que tienen un agujero negro central. Lo cierto es que, saber, lo que se dice saber lo que son los quásares, nadie lo sabe con exactitud milimétrica y todos son aproximaciones y conjeturas más o menos acertadas como otros muchos misterios que rodean las cosas del Universo que no hemos llegado a comprender.
Arriba podemos contemplar la simulación por ordenador de Joshua Barnes de la Universidad de Hawai. Abajo la escenificación artística del corazón de un quásar, un agujero negro masivo que absorbe en un vórtice de gas. Los astrónomos e Hawai creen que el Quásar brilla debido a que una galaxia gigante con un agujero negro colisiona con otra galaxia rica en gas que alimenta al agujero negro. Crédito: A. Simonet, Universidad Estatal de Sonoma, NASA.
Según todos los síntomas y datos que podemos poner sobre la mesa de estudio, la conclusión que podría ser la más acertada nos lleva a pensar que, los quásares, son inmensos agujeros negros alojados en los núcleos de grandes galaxias ricas en gas y numerosas estrellas que rodean al masivo objeto que, de manera gradual va describiendo una espiral de materia que atrae hasta él. A medida que cada estrella se acerca lo suficiente al agujero negro, su cuerpo gaseoso se desprende…

… debido a la fuerza de gravedad que genera el agujero negro y que es totalmente irresistible para la estrella que, inevitablemente, se espaguetiza y cae en las fauces del monstruo para engrosar su increíble y densa masa que lo hace más y más poderoso a medida que engulle materia de todo tipo que por las cercanias pueda pasar.
Los átomos de materia gaseosa situados en el interior de la estrella que, literalmente se desintegra, tomando gran velocidad por la fuerza de atracción que sobre ella ejerce el agujero negro, se mueve cada vez más rápidamente, como deseosa de llegar a su fatal destino. Cuando los átomos se aproximan a los límites del agujero negro, chocan unos con otros. Estas colisiones elevan la temperatura del gas, y este gas caliente irradia energía al espacio. Esta energía es la que detectan nuestros ingenios cuando estamos observando a un quásar lejano.

Nuestro Universo nos puede mostrar maravillas y cosas tan extrañas que durante muchos años no llegamos a comprender. El intenso estudio y las repetidas observaciones que en los distintos lugares del mundo se llevan a cabo sobre estos exóticos objetos, poco a poco, van generando datos que, unidos, nos llevan hacia la comprensión de lo que allí sucede, de cómo se pudieron generar algunos de estos extraños cuerpos masivos, o, pongamos por caso, cuál es el origen de las beiznas luminosas de gas plasmático que podemos contemplar en el remanente de una explosión supernova. La materia, amigos míos, puede adoptar tan extrañas y exóticas formas que, algunas, nos resultan desconcoidas y misteriosas.

La teoría prevé que el diámetro de un agfujero negro es proporcional a la cantidad de materia que hay en su interior. De esta manera, cada vez que un agujero negro se encuentra con otro y lo absorbe, el agujero negro resultante es mucho mayor. Al ser mucho más grande, ese mismo agujero negro tiene ahora más posibilidad de chocar con otros objetos al atraerlos gravitacionalmente y, los engulle para hacerce más y más grande. A partir de cierto momento, la capacidad de ese agujero negro de seguir absorbiendo más y más masa, se hace imparable y entra en un proceso sin fin en el que, cuanto mayor sea el agujero negro, más probabilidades tendrá de seguir consumiendo la materia que -pobre de ella- pase por sus dominios gravitatorios. De estos agujeros negros gigantes, han sido detectados -al menos así lo parecen los efectos de radiación y otros muy específicos que han sido comprobados- una buena cantidad en diversas galaxias más o menos lejanas.
Cuando un agujero negro engulle a una estrella, al ginal del proceso, se emite una inmensa explosión de energía. Estas explosiones de energía que se siguen unas a otras a medida que las estrellas más cercanas al agujero negro son consumidas por él, alimentan la extraordinaria cantidad de energía del quásar. Así que, resulta que el quásar es una galaxia que tiene un agujero negro gigante en el centro.

La deslumbrante radiación del quásar se crea a partir de las estrellas que, una por una, van alimentando al agujero negro gigante. Cada vez que el agujero negro gigante captura una estrella, vemos como el quásar tiene un fulgor como cuando arrojamos otro leño al fuego -guardando las distancias-. Al principio, el fuego resplandece con gran fulgor porque el agujero negro gigante tiene a su alcance un amplio suministro de estrellas disponibles para alimentar su insaciable voracidad.

Hemos podido llegar tan lejos gracias a que la Ciencia de la Astronomía y la Astrofísica no ha dejado de avanzar desde aquellos rudimentarios datos observacionales de los sumerios, y babilonios, o, los chinos los griegos y los árabes hasta llegar a Galileo y Kepler, Tycho Brahe y tantos otros que, enamorados de las maravillas del Universo, entregaron sus vidas al estudio de la Naturaleza del espacio infinito.
Así, hemos podido llegar a saber que, pasando el tiempo, muchas estrellas de la zona interior de las galaxias han ido desapareciendo al ser engullidas por esos monstruosos gigantes que llaamamos agujeros negros. Después de un intervalo de tiempo relativamente corto, quizá de unos cientos de millones de años, quedan ya muy pocas estrellas. Al quedar sin fuente de energía, el quásar se va oscureciendo y allí, donde antes resplandecía un fulgurante quásar, sólo queda ahora una galaxia de apariencia normal que, eso sí, en su interior aloja a un monstruo que está al acecho de lo que por allí pueda pasar para devorarlo.
Se conocen más de 200.000 cuasares. Todos los espectros observados tienen un corrimiento al rojo considerable, que va desde 0,06 hasta el máximo de 6,4. Por tanto, todos los quasares se sitúan a grandes distancias de la Tierra, el más cercano a 240 Mpc (780 millones de años luz) y el más lejano a 6 Gpc (13.000 millones de años luz). La mayoría de los quasares se sitúan a más de 1 Gpc de distancia; como la luz debe tardar un tiempo muy largo en recorrer toda la distancia, los cuasares son observados cuando existieron hace mucho tiempo, y el universo como era en su pasado distante.
Cuando profundizamos en las maravillas que el Universo contiene, cuando llegamos a comprender el por qué de los sucesos que podemos observar en el espacio profundo, cuando el estudio y la obervación ilumina nuestras mentes y el inmenso resplandor del saber nos inunda, entonces, y sólo entonces, llegamos a comprender la materia, la energía, los objetos estelares y cosmológicos que pueblan el Cosmos, todo ello, se rige por una serie de normas que son inalterables: Las cuatro fuerzas fundamentales y las constantes universales que, no sólo hacen posible la existencia de Quásares lejanos alentados por la presencia de agujeros negros gigantes, sino que también, esas mismas leyes y normas, hacen posible la existencia de las estrellas y los mundos y, en ellos, de la vida y de la inteligencia que todo lo vigila y de todo quiere saber.


Claro que, esa inteligencia a la que me refiero podría estar plasmada de muchas formas e incluso, algunas, aíun teniéndolas junto a nosotros ni la podríamos ver. La vida en el Universo, aunque la única que conocemos es la que está presente en el planeta Tierra, de cuya diversidad nos asombramos cada día -sólo tenemos que recordar que de las formas de vida que han estado presente en nuestro planeta, simplemente el uno por ciento pervive y está presente en estos momentos, el resto se entinguió por uno u otro motivo-, y, si la diversidad es tan grande en un redudico espacio como la Tierra… ¿Qué no habrá por ahí fuera?
emilio silvera
Oct
17
Nuevo planeta habitable
por Emilio Silvera ~
Clasificado en Nuevos mundos ~
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Un posible gemelo de la Tierra ha sido descubierto en órbita de una estrella similar al Sol

Nuevo planeta habitable
Ilustración cortesía de Caltech/NASA
Un posible gemelo de la Tierra ha sido descubierto en órbita de una estrella similar al sol a 600 años-luz de nosotros, y el nuevo planeta puede aunar las características para ser habitable, según ha dicho la NASA el lunes.
Descubierto por la misión espacial Kepler, el nuevo planeta apodado Keppler– 22b, es más pequeño que Neptuno y es el primero habitable que se ha encontrado en ese sistema.

La zona en la que se encuentra, es una región en la que podemos encontrar una superficie con una temperatura preparada para tener agua (requisito fundamental para la vida tal y como la conocemos).
Han sido encontrados otros planetas en zonas habitables, pero algunos tienen el tamaño de Júpiter y esto hace que sean poco aptos para la vida.
“El número de planetas confirmados sub neptunianos en sus zonas habitables, son menos y más lejanos, porque son más difíciles de encontrar “ha dicho Natalie Batalha, cabeza del equipo de estudiosos del Kepler (en la universidad estatal de San José, California).

Gliese 581 d

HD 85512
De hecho, solo dos planetas conocidos se ciñen a esta descripción: el Gliese 581d y el HD 85512, y ambos orbitan en los límites habitables de sus estrellas, lo que hace que se parezcan más a Venus o Marte que a la Tierra.
Pero Batalha ha afirmado que este hallazgo es más emocionante porque el recién descubierto planeta si se encuentra en zona habitable.

El Kepler-22b está orbitando alrededor de una estrella que podríamos calificar como gemela del Sol, lo que es ventajoso porque en los otros dos planetas similares, los astros reyes a los cuales circundaban eran más calurosos que el nuestro.
Acercándose de veras a la Tierra

La misión Kepler encuentra nuevos mundos monitorizando simultáneamente 150000 estrellas a través de los centelleos en sus señales lumínicas, lo que le hace saber si tienen planetas alrededor.
El Kepler-22b está entre los 54 planetas aproximados en tamaño a la tierra que anunció el equipo de investigación el pasado Febrero. Una de las particularidades del sistema de búsqueda del Kepler es que necesita detectar al menos tres tránsitos para poder cerciorarse que lo que detectan es un planeta.
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Diagrama de comparación entre el sistema solar Kepler 22 y su zona habitable y nuestro Sistema solar
“La fortuna nos ha sonreído al encontrar este planeta” según William Borucki, principal investigador en el Kepler del equipo del centro de investigación de la nasa en Moffett Field, California.”
“El primer transito fue captado tres días después de declarar la estación lista, y el tercer transito fue confirmado en plenas vacaciones del 2010”.
El nuevo planeta tiene alrededor de 2,4 veces el radio de la tierra, pero los científicos aún desconocen la composición del planeta.
El equipo del Kepler está esperanzado, pues la masa del Kepler-22b puede ser calculada con la ayuda de un nuevo instrumento localizado en las islas Canarias (España), y que comenzará a utilizarse la próxima primavera.

Llamado HARPS Norte, el nuevo telescopio es capaz de medir con gran precisión la velocidad del planeta.
Con dicha información, los científicos calculan la masa, entonces la densidad, y luego si es de estado líquido o sólido.
Estamos muy cerca de poder decir que es realmente similar a la tierra, y el progreso será excitante de ver” (Batalha).
Fuente: Noticias de todas las Agencias.
Oct
16
¿El primer contacto? ¡Tendrá que esperar!
por Emilio Silvera ~
Clasificado en El Universo y la Vida ~
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Todo cambia en el universo, como si de la moda femenina se tratara
En temas científicos controvertidos de los que se tienen pocos datos empíricos, las opciones cambian constantemente, como si de la moda femenina se tratara. La falda se lleva larga durante una década y, ahora cambianmos a la falda corta, muy corta para las más jovencitas y, de esa manera se va de arriba abajo. De la misma manera pasa con los temas científicos cuando no se tienen nociones certeras sobre ellos y, hubo un tiempo en el que se creía que los planetas eran raros en el Universo. Para ello, los cientíicos se basaban en que la Tierra era el fruto de una colisión improbable o un acercamiento excesivo entre dos soles.
Cuando no se sabe, se especula y se emiten teorías que no siempre son las más acertadas. Con toda probabilidad (creían), la vida en el Cosmos estaba supeditada a nuestro Sistema solar, tal vez solamente a la Tierra -cosa que aún hoy, creen algunos “científicos” de pocas luces-. Sin embargo, las opiniones más autorizadas, se han decantado hacia el extremo contrario, es decir, que la vida, prolifera por el Cosmos al igual que los planetas, las estrellas y las galaxias.

Ahora sabemos que los planetas son comunes y su presencia alrededor de las estrellas es de lo más corriente y natural en el proceso de de los astros y los diversos objetos que los orbitan. Los planetas proliferan tanto y son tan comunes que se exhiben a miles de millones -solamente en nuestra propia galaxia- alrededor de sus estrellas rutilantes que les envía luz y calor para que, en aquellos que tengan las precisas condiciones, pueda surgir alguna clase de vida y, en algunos casos, alcanzaran la consciencia como lo hicimos aquí en la Tierra.

Bajo esa hipótesis se inició el Proyecto Ozma y se instaló un poderoso radiotelescopio en Green Bank, Virginia Occidental, apuntando hacia diversos soles de la Galaxia en una búsqueda sistemática de mensajes de radio procedentes e otros mundos. Frank Drake, el radioastrónomo, fue, desde siempre un admirador de L. Frank Baum y sus de Oz. Bautizó el Proyecto con el nombre de Ozma, el soberano de la utopía mítica de Baum. La localización de Oz es desconocida. Sus habitantes son “humanoides”, pero no necesariamente “gente de carne y hueso” como nosotros (como el Leñador de Hojalata y el Espantapájaros), Además Oz está rodeado por el infranqueable Desierto de la Muerte, que destruye a todo aquel que intente tocar un solo grano de su arena.

Siempre hemos imaginados mundos ¿imposible?, o, seguramente intuitivos, toda vez que algo dentro de nuestras mentes nos decía que ahí fuera, podrían estar esos mundos imaginarios. La realidad es a veces mucho más compleja de lo que podamos imaginar. Uno de los personajes de Baum, el Rey Gnomo, tiene un sirviente llamado Oidor Orejudo. Las orejas de este “gnomo” miden metros. Si coloca una de ellas sobre el suelo puede oir sonidos que se producen a miles de kilómetros.
Antes imaginábamos Ciudades Esmeraldas con extraños personajes de comportamientos atípicos y fantásticas criaturas que vivían en un mundo mágico en el que cualquier cosa podría ser cierta y, para nuestro asombro, algunos incluso podían aparecer y desaparecer de nuestra vista como si de duendecillos se tratara. Esos mundos imaginados que están fuera de este y que viven en nuestras mentes, ¿quién sabe?, si en nuestro futuro deambular por esos mundos pedidos por el espacio interestelar, no podremos encontrarnos con alguno de esos extraños mundos en los que existan criaturas que nunca pudimos imaginar.


Las historias que nos contaba Baum, en cierta manera, parecen paradojas de lo que podría ser nuestra realidad de hoy. Aquel desierto que rodeaba el Mundo de Hoz podría ser el Interestelar que nosotros, a pesar de nuestros adelantos, no podemos dominar y la radiación del medio nos puede llevar a la muerte como aquellos granos de arena. Por otra parte, las Orejas descomunales del Oidor Orejudo, son los modernos radiotelescopios que escuchan el sonido de los mundos situados a miles de millones de kilómetros de nosotros.
llevamos muchos años a la espera de captar esas señales codificadas, quizá una repetición de una sencilla secuencia de números, procedente exclusivamente de una fuente inteligente que fuera capaz de comprender las leyes universales de las matemáticas. La posibilidad de oir dicha señal ¡coincide, sin duda, con la del Oziano! Es difícil calcular el asombroso efecto de tal señal en nuestras estructuras mentales, centradas en nosotros mismos y limitadas por los confines de la Tierra.

¿Qué haríamos si recibiéramos una señal de ese tipo? El Chen Ning Yang ha hecho una sugerencia: “!No contestar!” Tal respuesta parece inverosímil. Hace tiempo que matemáticos y lógicos están ocupados en obtener, paso a paso, procedimientos por los cuales los habitantes de dos planetas lejanos pudieran desarrollar lentamente un lenguaje común para poder hablar entre sí. Ya en 1962, el matemártico neerlandés Hans Freudenthal publicó la parte 1 de un ambicioso titulado Lincos: Diseño de un lenguaje para la cópula cósmica.
De todas las maneras, si esos seres inteligentes de otros mundos conocen las leyes fundamentales de la Naturaleza, sin importar que nombres les puedan haber dado, podrían entender pulsaciones codificadas para una comunicación fluida. Una vez establecido el contacto , sería sencillo transmitir dibujos detallados. En su forma más rudimentaria, sería solamente necesario dividir un rectángulo en miles de unidades cuadradas minúsculas, igual que una hoja de papel milimetrado, y trasmitir entonces un código binario, con unos y ceros que indicaran los cuadrados que deben sombrearse (contando los cuadrados de arriba abajo y de izquierda a derecha). Posteriormente, una vez conseguido ese primer mensaje, se podrían transmitir mejores dibujos, incluso, quizá, algunas películas que reflejen la vida terrestre y esperar una corrspondencia igual desde la otra parte.

Claro que, en todo esto hay un fallo que no hemos querido ver hasta el momento: ¡Las inconmensurables distancias! ¿De qué sirve nuestra avanzada tecnología que puede transmitir mensajes a la velocidad de la luz, si resulta que la fuente y el receptor, están separados por decenas de años-luz? En el hipotético caso de que algún día, se reciba esa señal, ese mensaje, ¿cuándo fue enviado? No podemos estar supeditados a un hipotético contacto en el que el mensaje y su respuesta, estén separados por unidades de tiempo que hagan imposible que los que enviaron el mensaje sigan vivos cuando nosotros les podamos contestar.
La única razón por la que no hemos podido contactar todavía con seres inteligentes es esa: ¡La distancia! El Universo es un lugar de distancias que no siempre podemos comprender, y, en nuestra propia Galaxia, la Vía Láctea que tiene 100.000 años-luz de diámetro, existen más de cien mil millones de estrellas que, si están rodeadas de planetas en una media de dos cada estrella… ¿Cuántos planetas existirán? Un inmenso número de mundos están ahí fuera, hemos podido localizar más de mil y, algunos, parecen tener las condiciones precisas para contener en ellos la vida pero, las distancias que nos separan hace imposible que podamos llegar a ellos en un tiempo prudencial que permita ese contacto del que tanto hemos hablado.

Nuestro Sol es sólo una estrella solitaria en la abundancia de 7×1022 estrellas en el universo observable. La Vía Láctea es tan sólo una de entre las 500.000.000.000 galaxias del Universo. Parece que debería haber una gran diversidad de vida ahí fuera. El primero en hacer una estimación inicial fue el astrónomo Frank Drake. Éste concibió una ecuación, ahora conocida como Ecuación de Drake, basada en parámetros:
La ecuación de Drake identifica los factores específicos que, se cree, tienen un papel importante en el desarrollo de las civilizaciones. Aunque en la actualidad no hay suficientes para resolver la ecuación, la comunidad científica ha aceptado su relevancia como primera aproximación teórica al problema, y varios científicos la han utilizado como herramienta para plantear distintas hipótesis.
es el ritmo anual de estrellas “adecuadas” en la galaxia.
es la fracción de estrellas que tienen planetas en su órbita.
es el número de esos planetas orbitando dentro de la ecosfera de la estrella (las órbitas cuya distancia a la estrella no sea tan próxima como para ser demasiado calientes, ni tan lejana como para ser demasiado frías para poder albergar vida).
es la fracción de esos planetas dentro de la ecosfera en los que la vida se ha desarrollado.
es la fracción de esos planetas en los que la vida inteligente se ha desarrollado.
es la fracción de esos planetas la vida inteligente ha desarrollado una tecnología e intenta comunicarse.
es el lapso, medido en años, durante el que una civilización inteligente y comunicativa puede existir.
(Es obligado decir que, esta especie de fórmula estadística, estaba bien en aquel momento. Sin embargo, hoy se tienen conocimientos más avanzados que nos llevan a una precisión mayor en el tema y a pronosticar con mucha más fiabilidad).
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Sabiendo como ahora sabemos, el sin fin de mundos que pueblan las “infinitas” galaxias del Universo, ¿cómo podemos negar la existencia de vida en muchos de esos mundos y que, algunas de esas formas evolucionaran hasta alcanzar la conciencia de Ser? No creo que tengamos argumentos sólidos para poder negar la existencia de vida en muchos de los mundos que son. Otra cuestión es la de poder contactar con ellos, no pocas veces hemos oido decir que “la Naturaleza es sabia”, y no se aparta de mi mente la idea de que es, esa “sabiduría” precisamente, la que hasta el momento ha impedido el encuentro. En la Naturaleza todo tiene un tiempo, las estrellas pueden vivir miles de millones de años que son necesarios para “fabricar” los materiales de la vida, la vida evoluciona en los mundos durante miles de millones de años para poder alcanzar la consciencia, los seres vivos están supeditados a un ciclo de vida limitado en el tiempo y, suplen su efímera existencia, mediante el “truco” de la replicación. De esa manera, se burla la destructiva Entropía y se consigue que la especie perdure.

Para “ellos” las dificultades físicas y tecnológicas son las mismas que para nosotros
No ha llegado el momento de que podamos contactar con seres de otros mundos que, como nosotros, estarán confinados en sus planetas y también, como nosotros, estarán explorando los alrededores de su mundo. El camino seguido por otras clases de vida debe ser muy similar al que se ha dado aquí en la Tierra, los procesos habrán muy similares y, siendo posible que puedan existir algunas civilizaciones algo más avanzadas que la nuestra, no es probable que tengan la posibilidad de llegar hasta nosotros, porque de ser así… ¿Dónde están?
¿El primer contacto ? ¡Tendrá que esperar!
“La astrofísica Jocelyn Bell Burnell realizó unas sorprendentes declaraciones en la conferencia de Euroscience Open Fórum en Dublín, la humanidad tendrá un contacto con seres extraterrestres, y sugirió que los gobiernos se deben preparar ante tal situación.“Sospecho que próximamente recibiremos señales de vida de otros mundos, muy posiblemente de vida inteligente, antes del próximo siglo. ¿Estamos bien preparados? ¿Sabemos como vamos ha realizar el contacto con ellos? ¿Los pondremos en un parque zoológico, nos los comeremos, o enviaremos a los soldados para hacerles saber lo que es la democracia?”
La predicción científica la realizó delante de los mejores científicos, además añadió que la vida extraterrestre podría encontrarse en planetas rocosos con atmósferas de dióxido de carbono o con capas de ozono. Pero también reconoció que actualmente es difícil comunicarse con “ellos”, ya que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Así que una comunicación estelar no seria posible hasta dentro de 50 o 100 años.”
Está claro que los términos empleados por Jocelyn Bel no fueron muy afortunados, dado que, si son “ellos” los primeros en hacer ese contacto, es que han logrado algo que nosotros no hemos podido conseguir, es decir, serían más inteligentes que nosotros y, “meterlos en un zoo…” ¡No parece probable.
emilio silvera
















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