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Noticias NASA

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

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La Terrible Belleza de Medusa

 

 

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Utilizando el Very Large Telescope de ESO, en Chile, un equipo de astrónomos ha captado la imagen más detallada jamás tomada de la nebulosa Medusa. Las estrellas que se encuentran en el corazón de esta nebulosa ya iniciaron su transición hacia la jubilación, arrojando sus capas externas al espacio y formando esta colorida nube. La imagen augura el destino final del Sol, el cual, finalmente, también se convertirá en un objeto de este tipo.

El nombre de esta hermosa nebulosa planetaria proviene de una horrible criatura de la mitología griega: la gorgona Medusa. También es conocida como Sharpless 2-274 y se encuentra en la constelación de Géminis (los gemelos). La extensión de la Nebulosa Medusa es de, aproximadamente, cuatro años luz, y se encuentra a una distancia de unos 1.500 años luz. A pesar de su tamaño es extremadamente débil y difícil de observar.

Medusa era una criatura horrible con serpientes en lugar de cabellos. Estas serpientes estarían representadas por los filamentos serpentinos de gas brillante de esta nebulosa. El resplandor rojizo del hidrógeno y la emisión verde, más débil, del oxígeno en forma de gas, se extienden mucho más allá de esta imagen, formando en el cielo una figura en forma de media luna. La eyección de masa de las estrellas en esta etapa de su evolución suele ser intermitente, lo cual puede dar lugar a estas fascinantes estructuras dentro de las nebulosas planetarias.

Imágenes de la nebulosa Medusa captadas por el telescopio Very Large Telescope de ESO
Imágenes de la nebulosa Medusa captadas por el telescopio Very Large Telescope de ESO. Image Credit: ESO

Durante decenas de miles de años, los núcleos estelares de las nebulosas planetarias permanecen rodeados por nubes de gas espectacularmente coloridas. Luego, tras unos pocos miles de años, el gas se dispersa lentamente en su entorno. Esta es la última etapa de la transformación de estrellas como nuestro Sol antes de terminar su vida activa como enanas blancas. La etapa de nebulosa planetaria en la vida de una estrella es una pequeña fracción de su vida útil total — comparada con una vida humana, sería un breve instante, equiparable al tiempo que tarda un niño en hacer una burbuja de jabón y verla alejarse a la deriva.

http://www.astroyciencia.com/wp-content/uploads/2011/10/nebulosa-medusa.jpg

La hostil radiación ultravioleta de la estrella muy caliente que se encuentra en el centro de la nebulosa, hace que los átomos del gas que se mueve hacia las zonas exteriores, pierdan sus electrones, dejando tras de sí un gas ionizado. Los colores característicos de este gas brillante pueden utilizarse para identificar objetos. En particular, la presencia de la luz verde procedente del oxígeno doblemente ionizado ([O III]) se utiliza como herramienta para detectar nebulosas planetarias. Mediante la aplicación de filtros adecuados, los astrónomos pueden aislar la radiación del gas brillante y hacer que las débiles nebulosas puedan discernirse mejor contra un fondo más oscuro.

Cuando se observó por primera vez la emisión verde del [O III]  de las nebulosas, los astrónomos creían haber descubierto un nuevo elemento, apodado nebulium. Más tarde, descubrieron que era simplemente una longitud de onda de radiación poco conocida procedente de la forma ionizada de un elemento conocido: el oxígeno.

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La nebulosa también se conoce como Abell 21 (formalmente PN A66 21), ya que fue el astrónomo estadounidense George O. Abell quien descubrió este objeto en 1955. Durante algún tiempo, los científicos debatieron si la nube podría ser el remanente de una explosión de supernova. En la década de 1970, sin embargo, los investigadores fueron capaces de medir el movimiento y otras propiedades del material de la nube e identificarlo claramente como una nebulosa planetaria.

Nota: La primera, tercera y cuarta imagen, son de la misma Nebulosa tomada en otras regiones para verla de otras perspectivas.

 

Noticias NASA

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Formación Estelar y Turbulencia Magnética en la Nube Molecular de Orión

 

 

Gran Nebulosa de Orión, en una fotografía tomada por el observatorio Infrared.

 

Esta es la Nebulosa de orión, que nos es tan familiar y no transmite signos que nos pueda violentar

 

La imagen de más abajo con los tonos azules de un paraíso marino y la evocadora textura del fluir calmado de las olas del mar, esta imagen nos hace soñar con playas de arena y vacaciones exóticas. Pero lo que muestra tiene poco de tranquilo: la formación de estrellas en los turbulentas corrientes de gas y polvo de la Nube Molecular de Orión.

La imagen se basa en datos del satélite de la ESA Planck, que barrió todo el cielo entre  2009 y 2013 observando la radiación cósmica de fondo de microondas, la luz más antigua de la historia del universo. Planck detectó además emisión de material presente en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, así como de otras galaxias.

Nuestra galaxia está llena de una mezcla difusa de gas y polvo que ocasionalmente se vuelve más denso, creando nubes gigantes de gas en las que puede tener lugar la formación estelar. El polvo es un ingrediente crucial de estas nubes, aunque solo esté presente en trazas. En las frecuencias a las que observó Planck el polvo se vuelve muy brillante, por lo que resulta muy útil para los astrónomos que investigan la cuna de las estrellas en formación.

Formación Estelar y Turbulencia Magnética en la Nube Molecular de Orión
Formación Estelar y Turbulencia Magnética en la Nube Molecular de Orión. Image Credit: ESA

Los granos de polvo tienen forma alargada, y tienden a disponerse de forma que su eje más largo quede en ángulo recto respecto al campo magnético de la galaxia. Esto hace que su emisión esté parcialmente polarizada –vibra sobre todo en una dirección-. Dado que Planck contaba con detectores sensibles a la polarización, sus medidas también dan información sobre la dirección de los campos magnéticos que permean la galaxia.

Esta imagen combina una representación de la intensidad total de la emisión del polvo –en escala de colores- con datos sobre la orientación del campo magnético –representada por la textura-. Los tonos azules señalan las regiones con poco polvo, mientras que las áreas amarillas y rojas indican las nubes más densas –y en general más calientes-, que albergan más polvo y también gas.

La nebulosa de Orión en oxígeno, hidrógeno y azufre

                                                  La imagen obtenida de Astronomía Picture Of The Day, tiene la traducción española de Observario

“Pocas vistas astronómicas excitan la imaginación como la guardería estelar conocida como la nebulosa de Orión. El gas resplandeciente de la  nebulosa rodea las estrellas jóvenes y calientes que hay en el borde de una inmensa nube molecular interestelar.Muchas de las estructuras filamentosas que se ven en  esta imagen son en realidad  ondas de choque , o sea, frentes donde el material que se mueve rápido topa con gas que se mueve lento.

La nebulosa de Orión se extiende  unos 40  años luz y se encuentra a unos 1.500 años luz de distancia en el  mismo brazo espiral de nuestra galaxia que el Sol. A simple vista, la gran nebulosa de  Orión se puede localizar justo debajo y a la izquierda del fácilmente identificable cinturón de tres estrellas que hay en la popular constelación de Orion.

La imagen muestra la nebulosa en tres colores emitidos específicamente por el  hidrógeno , el  oxígeno y el gas de  azufre . Todo el  complejo de la nebulosa de Orion , que  incluye la  nebulosa Cabeza de Caballo , se dispersará lentamente durante los 100.000 años venideros.”

Los grumos rojos en el centro de la imagen forman parte del Complejo de la Nube Molecular de Orión, una de las grandes regiones de formación estelar más próximas –a unos 1.300 años del Sol-. El más llamativo de estos grumos, en la parte inferior izquierda, es la famosa Nebulosa de Orión, también conocida como M42. Esta nebulosa es visible a simple vista en la constelación de Orión, justo bajo las tres estrellas que forman el cinturón del cazador mitológico. Aquí hay una versión anotada de la imagen.

El campo magnético aparece regular, organizado en líneas casi paralelas, en la parte superior de la imagen. Es el resultado de la disposición a gran escala del campo magnético a lo largo del plano galáctico –por encima de la parte superior de esta imagen-. Sin embargo, el campo se vuelve menos regular en las partes central e inferior de la imagen, en la región de la Nube Molecular de Orión. Los astrónomos creen que la estructura turbulenta del campo magnético, apreciable en esta y otras nubes de formación estelar, tiene que ver con intensos procesos que envuelven el nacimiento de las estrellas.

La emisión del polvo se ha obtenido combinando observaciones de Planck a 353, 545 y 857 GHz, mientras que la dirección del campo magnético se basa en datos de polarización de Planck a 353 GHz. La imagen abarca unos 40º de lado a lado.

 

Observadores del cielo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Espacio Exterior y nosotros    ~    Comentarios Comments (1)

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Desde que existe sobre la faz de la Tierra, el ser Humano siempre ha mirado al cielo. ¿Hubo quizá momentos en que coincidieron un monolito y una puesta de Sol del solsticio de verano como en el preludio de los monos que vemos en la película e Kubrick 2001: Una Odisea del Espacio? ¿Por qué no? Las observacionews astronómicas son anteriores a la escritura. El hecho de que los seres humanos integraran los sucesos del firmamento en una visión más amplia del orden humano parece corroborar una firme configuración del cerebro para dotar de pautas y organización los acontecimientos celestes.

 ¿Estarán las respuestas en las estrellas? Aparte de las pirámides y las estelas de piedra talladas con unos elaborados glifos, su historia se conserva en unos pocos códices, entre los que figura el Libro de la Creación escrito en lengua maya-quiché, el Popol Vuh. Sin embargo, la cosmología maya tiene muchos aspectos parecidos a la cosmología de otras culturas.

 Pirámide escalonada, Chichen Itza, "ciudad del brujo del agua". (Fuente: A. Ciudad, Los mayas, col. biblioteca iberoamericana, Anaya, Madrid, 1988. p. 35)

Las construcciones mayas se hicieron de madera y piedra básicamente. Entre las maderas se prefirieron la coba y el zapote, por ser muy resistentes a los ataques de las termitas. Entre las piedras se usaron caliza, arenisca, mármol y otras.  Realizaron todo tipo de construcciones: palacios rectangulares y alargados, templos, juegos de pelota, calzadas (sacbeob) que unían las ciudades principales, fortificaciones, baños de vapor (temazcal). Se conservan importantes pirámides escalonadas en piedra. En lo alto de éstas se colocaba el templo. Estaban decoradas con pinturas de una variada gama de colores, y relieves. Algunos de estos son inscripciones de la escritura jeroglífica maya, aun no descifrada completamente. Las construcciones más importantes de esta época fueron Copán, Quiriguá, Piedras Negras, Palenque y Tikal.

Y, sí, tenían una cosmología muy parecida a la de otros pueblos muy alejados de ellos y de los que no tenían medio de saber, por ejemplo, la cosmología hindú es muy parecida a la maya en lo relativo a los cicvlos alternos de destrucción y creación, y en los enormes intervalos de tiempo en que se sitúan estos ciclos; a la cosmología antigua de Mesopotamia, en el seguimiento meticuloso de los cuerpos celestes, que son manifestaciones de los dioses, y en la igualmente implacable condena de las teorías anticuadas.

       También en la China antigua se registraban las estrellas

Los movimientos de los cuerpos celestes se han registrado, anoptado o comentado en una variedad infinita de maneras, pero la seir econtinua de observaciones astronómicas han sido consecuente a tra´ves de las distintas culturas. Está claro que ahora, contamos con tecnología que nos permite poner en óbita satélites que nos transmiten a la Tierra en forma digital, para que lleguen a las pantallas de los ordenadores situados en oficinas cerradas, sin ventanas y bañadas de luz fluorescente, todos aquellos datos que, el ojo humano sería incapaz de captar pero, sin embargo, mucho hemos perdido en romanticismo. ¿Como se puede comparar eso con el placer y la emoción de mirar directamente a las estrellas y la Galaxia en una hermosa noche osucra sólo iluminada por los astros del cielo?

Desde que hicieron acto de presencia las luminosas ciudades, mirar las estrllas no es ya lo que solía ser. Las estrellas son ahora tan brillantes como lo eran en los tiempos de sumerios, pero la contaminación que producen las fuentes terrestres oscure el brillo y adultera el hermoso y virginidal panorama de aquel cielo primitivo y limpio que nos deha contemplar, en todo su esplendor, el paaisaje estrellado de las ocuras noches y que, en silencio, podíamos admirar y soñar y, dejar que nuestra imaginaciçon volara hacia mundos ignotos donde criaturas extrañas esperaban nuestra presencia para intercambiar los saberes de nuestros mundos.

El cinturón de Orión

Alnitak , Alnilam y Mintaka son las brillantes estrellas azuladas que nuestros ancestros asombrados miraban en la oscuridad de la noche. Estamos en una impresionante constelación situada en el ecuador celeste, que representa un gran zador de la Mitología griega, Orión y que está delinado por los prominentes estrellas Betelgeuse, Rigel, Bellatris y Saiph y, la linea de tres estrllas que forman el Cinturon de Orión, son las nombradas en promer lugar, tambien en la zona está la Nebulosa de Orión, M42 que contiene las estrellas múltiples comocida como trapecium y, en su borde, se encuentra la estrella doble Orionis… El lugar es una maravilla, una inmenso laboratorio natural.

Lo que nos parece mentira hoy es que, la astronomía de Mesopotamía pudiera constituir uno de los primeros tratamientos sistemáticos cientificos del mundo físico. Los antiguos astrónomos con sus intentos de predecir el futuro mediante la obsevación de los cielos, habían desarrollado ya para el siglo IV a. de C. un sistema complejo de progresiones aritméticas y métodos de aproximación. Dado que no podían ver lo que espera a un ser en su vida futura, se aficionaron a predecir los sucesos que se producirían en los cileos. La gran cantidad de observaciones que recopilaron y sus métodos matemáticos fueron unas contribuciones cruciales para el posterior florecimiento de la astronomía entre los hindús y musulmanes, así como entre los griegos.

Claro que, el esfuarzo realizado durante más de dos mil años por los astronómos de Mesopotamia quedaron olvidados bajo las ruinas de palacios y zigurats en lo que hoy es principlamente Irak. Todo lo que se sabía del tema procedía de unos pocos pasajes de la Biblia.

http://www.portalciencia.net/images/stonehenge10.jpg

Lo que no sólo nos sorprende una y otra vez a la vista de las proporciones ciclópeas de las piedras empleadas y que hubieron de ser levantadas con los recursos mecánicos más primarios (palancas, rodillos, taludes, cuerdas…), sino porque además las famosas piedras “azules” proceden de canteras situadas en Gales, a más de 200 Km.

Todo ello nos sorprende sin duda, pero la visita de Stonehenge, conlleva otras sensaciones añadidas: porque su presencia demoledora, su disposición inerte, extraña, allí en medio como una aparición, inevitablemente nos evoca un pasado de magias y misterios que todavía hoy parecen flotar en el ambiente.

Cuanto más avanzan los estudios arqueoastronómicos más numerosas son las pruebas de los conocimientos astronómicos de nuestros antepasados y más retrocede la fecha en que estos comenzaron. Muchos son los tesoros escondidos que desconocemos y que nos llevarían al asombro. Toda vez que, algunos de ellos nos hablan de conocimientos que, en aquellas épocas, no podemos imaginar que los pudieran atesorar.

Los hallazgos arqueológicos más antiguos muestran sorprendentes contenidos astronómicos. Stonehenge se construyó sobre conocimientos astronómicos muy precisos. También se desprende una función astronómica de la disposición de los crómlech y monolitos bretones, los trilitos ingleses, las piedras y túmulos irlandeses, la medicine Wheel de los indios norteamericanos, o la Casa Rinconada de los indios anasazi. Es evidente la importancia astronómico-religiosa de los yacimientos mayas de Uaxactun, Copán y Caracol, de las construcciones incas de Cuzco o de Machu Picchu, así como la función exquisitamente científica de antiguos observatorios astronómicos indios, árabes o chinos.

Uaxactun

Lo que no sólo nos sorprende una y otra vez a la vista de las proporciones ciclópeas de las piedras empleadas y que hubieron de ser levantadas con los recursos mecánicos más primarios (palancas, rodillos, taludes, cuerdas…), sino porque además las famosas piedras “azules” proceden de canteras situadas en Gales, a más de 200 Km.

Todo ello nos sorprende sin duda, pero la visita de Stonehenge, conlleva otras sensaciones añadidas: porque su presencia demoledora, su disposición inerte, extraña, allí en medio como una aparición, inevitablemente nos evoca un pasado de magias y misterios que todavía hoy parecen flotar en el ambiente.

2.500 años a. de C., Stonehenge, y, por aquel tiempo, surge la astronomía sistemática en Egipto, Babilonia, la India y China. 1.500 años a. de C. se inventó el reloj de Sol en Egipto. 1.000 años a. de C. Homero declamó la Odisea y poco más tarde, surgió la cultura olmeca en México. En el año 700 a. C. Hesíodo escribe los trabajos y los días y florece la Cultura Maya en Guatemala. 600 años a. de C., Lao-Tse, Confucio, Buda, Zoroastro; y el Antiguo Testamento en Hebreo.

Verdaderamente si nos sumergimos en los hechos del pasado, no tenemos más remedio que asombrarnos de lo que, aquellos pueblos del paado, pudieron llegar a concebir y, en elgunas casos bien conocidos, incluso tuivieron ideas que aún hoy, prevalecen entre nosotros. No pocas de los objetos y conjuntos que vemos en el ceilo continúan teniendo los mismos nombres que ellos les pusieron.

Monografias.com

Podemos decir que, desde las ramas de los árboles hemos evolucionado tanto que, desde inventar la escritura y todas las maravillas que estos días hemos ido enumerando y en lo que han intervenido las ditintas culturas del pasado, hemos podido llegar a poder saber, sobre el marcroscosmos del Universo lejano que nos ha tríado ese Ingenio maravilloso llamado Hubble y también, hemos podido llegar al lejano mundo de lo muy pequeño por medio de inmensos aceleradores de partículas que, como el LHC, nos hablan de nuestras partíoculas que componen la materia y, posiblemenrte, nos hablará de cuesdtiones hasta ahora desconocida para nosotros.

Los pueblos antiguos registraron muy bien los movimientos de objetos celestes como Júpiter o la Luna, pero  no desarrollaron la idea de que existían planetas rotando alrededor del Sol. Sólo observaban y usaban su sentido común, el cual les hablaba de una Tierra quieta, por cuyo cielo desfilaban estrellas de origen desconocido.

Ahora sabemos que, la astronomía es el estudio de los cuerpos celestes, sus movimientos, los fenómenos ligados a ellos, y es, sin duda, la ciencia más antigua. Puede decirse que nació con el hombre y que está íntimamente ligada a su naturaleza de ser pensante, a su deseo de medir el tiempo, de poner orden en las cosas conocidas (o que cree conocer), a su necesidad de hallar una dirección, de orientarse en sus viajes, de organizar las labores agrícolas o de dominar la naturaleza y las estaciones y planificar el futuro.

La dispersión de los grupos kaingang por los campos y bosques de su territorio tradicional no impidió y no impide que estos indios reconozcan un sistema cosmológico común. En efecto, aún en la actualidad los grupos kaingang, además de un registro mitológico común, comparten creencias y prácticas acerca de sus experiencias rituales así como el profundo respeto a los muertos y el apego a las tierras en donde están enterrados sus antepasados. Pero retrocedamos de nuevo.

Ya hemos hablado aquí de aquellas legendarias ciudades. Lagash fue una de las ciudades más antiguas de Summer. Sus restos conforman una baja y larga línea de montículos de ruinas, conocida ahora como Tell al-Hiba en Irag, al noroeste de la unión en la unión en le desembocadura de los ríos Éufrates y Tigris y al este de Uruk. Está situada en el cauce de un antiguo canal, unos 5 kilómetros al este de Shatt-el-Haj y a poco menos de 16 kilómetros al norte de la actual.

Todas las ciudades importantes de Lagash contaron con complejos religiosos dedicados a diferentes dioses locales y nacionales, cuya cabeza en el panteón la ocupaba el dios titular de Girsu, llamado Ningirsu.

Entre las Ciudades – estado están las de Kish con cuatro dinastías; Uruk con cinco; Ur con tres; y Lagash con dos dinastías.

Calendario para la siembra

Los descubrimientos arqueológicos muestran que los primeros astrónomos-astrólogos aparecieron en Mesopotamia. Esta casta sacerdotal se dedicaba al estudio de los cielos nocturnos en busca de augurios para los gobernantes. La primera gran civilización mesopotámica fue la de Sumeria, surgida en el cuarto milenio a. C. Los sumerios idearon el arado, los vehículos con ruedas, los grandes proyectos de irrigación y la escritura. Acumularon también una cantidad significativa de mitos celestes que pasaron a sus sucesores, babilonios y asirios.

Los pueblos de Babilonia y Asiria desarrollaron, a partir del legado sumerio, una compleja comprensión de los cielos y sus patrones. Diseñaron calendarios para la siembra y lograron predecir los eclipses de Luna con exactitud. Los babilonios inventaron la medida de ángulos en grados.

La mayor parte de la sabiduría astronómica pasó casi inalterada de Mesopotamia a los griegos. Los griegos adoptaron, por ejemplo, el grado, e importaron constelaciones tan familiares como las de Auriga, Géminis, Leo, Capricornio y Sagitario, limitándose a traducir al griego sus nombres mesopotámicos.

 

                           Bien conocido es el mito de la Puerta Estelar Sumeria

Los sumerios, quienes dejaron constancia escrita de su historia en tablillas de arcilla. Pero no fueron los primeros que apreciaron que ciertos puntos luminosos de la bóveda celestes desplazaban con el paso del tiempo, mientras que otros permanecían fijos.

En la actualidad la distinción que hicieron entre “estrellas fijas “y “estrellas errantes” (en griego se llamarían ” planetas ” ) puede parecer banal, pero hace 6.000 – 8.000 años este descubrimiento fue un acontecimiento muy significativo.

Distinguir a simple vista, sin la ayuda de instrumentos, un planeta de una estrella y reconocerlo cada vez que, transcurrida ciertas horas, vuelve a aparecer en el cielo no es ninguna nimiedad. Los incrédulos pueden comprobarlo: sin sabe nada de astronomía, sin ningún instrumento, bajo un cielo repleto de estrellas como esos que ya sólo se ven en lugares aislados o en mitad del mar, no es fácil distinguir Marte de Júpiter o de Saturno.

Admitamos que se consigue. Ahora, noche tras noche, hay que encontrar esa misma lucecita en movimiento, seguir su recorrido y volver a identificarla cada vez que reaparezca tras una larga ausencia. En el mejor de los casos, se necesitará mucho tiempo y paciencia antes de empezar a tomar conciencia de la orientación, y es muy probable que la mayoría no lo consiga.

No resultaba nada fácil disitnguir los planetas a simple vista y seguir sus movimientos

A pesar de esas dificultades evidentes, todos los pueblos, por antiguos que fueran conocían muy bien los movimientos de los astros, tan regulares que espontáneamente hablaron de “mecánica celeste “cuando empezaron a usar las matemáticas para describirlos. Si los sumerios fueron los primeros en medir con exactitud los movimientos planetarios y en prever los eclipses de Luna organizando un calendario perfecto, los que mejor usaron la imaginación para llegar a las explicaciones teóricas que no dependieran sólo de la tecnología fueron los griegos.

En el siglo VI a.C., tras milenios en los que la obra de un dios bastaba para explicarlo todo, se empezó a buscar una lógica en el orden natural que relacionara los fenómenos. Los filósofos naturalistas fueron los pioneros en afirmar la posibilidad del hombre de comprender y describir la naturaleza usando la mente. Era, en verdad, una idea innovadora.

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Los primeros “científicos” se reunieron en Mileto. Tales, Anaximandro y Anaxímenes hicieron observaciones astronómicas con el gnomon, diseñaron cartas náuticas, plantearon hipótesis más o menos relacionadas con los hechos observados referidas a la estructura de la Tierra, la naturaleza de los planetas y las estrellas, las leyes seguidas por los astros en sus movimientos. En Mileto, la ciencia, entendida como interpretación racional de las observaciones, dio los primeros pasos.

Por supuesto, la mayor parte de la humanidad continuaba creyendo en dioses y espíritus ..Como ahora. A pesar de que esta nueva actitud filosófica frente al mundo sólo fuera entendida durante siglos por una élite de pensadores, la investigación racional de la naturaleza ya no se detendría jamás.

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El estudio de la trigonometría pasó después a Grecia, en donde se destaca el matemático y astrónomo Griego Hiparco, por haber sido uno de los principales desarrolladores de la Trigonometría. Las tablas de “cuerdas” que construyo fueron las precursoras de las tablas de las funciones trigonométricas de la actualidad.

Desde Grecia, la trigonometría pasó a la India y Arabia donde era utilizada en la Astronomía. Y desde Arabia se difundió por Europa, donde finalmente se separa de la Astronomía para convertirse en una rama independiente que hace parte de la matemática.

Con la fundación de la Escuela Jónica por Tales de Mileto comenzó el verdadero estudio científico de la Geometría. Este estudio recibió un impulso considerable con las aportaciones de la escuela Pitagórica y alcanzó la cima de su desarrollo con la creación de la primera Escuela de Alejandría a la que dieron vida Euclides, Arquímedes y Apolonio.

En el siglo VI se constituyó la escuela pitagórica. En un ambiente de secta, Pitágoras y otros filósofos creyeron que el mundo estaba ordenado por dos principios antagónicos: lo finito (el bien, el cosmos y el orden) y lo infinito (el mal, el caos y el desorden). Sus estudios matemáticos tenían un valor mágico y simbólico: Pitágoras descubrió relaciones numéricas enteras tras cada armonía formal y musical y, dado que la música es armonía de los números, la astronomía era armonía de las formas geométricas.

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Sócrates

Filósofo griego, maestro de Platón, tuvo a Aristóteles como discípulo. Sócrates es considerado como uno de los más grandes y los tres filósofos son representantes fundamentales de la filosofía griega. Tuvo un sueño tres días antes de morir y se lo comentó a uno de sus discípulos, Critón. Le dijo que había visto a una bella dama que le llamaba por su nombre y que le había recitado unos versos de Homero:

“Sócrates, al tercer día llegarás a la fértil Ptía” (Verso 363 de Ilíada IX. Platón cambia la primera persona por la segunda. Ptía es la patria de Aquiles, en el valle de Esperquio – Noroeste de Grecia). Y así fue, tres días después se ejecutó su sentencia de muerte dándole a beber un zumo de cicuta, que era un veneno que utilizaban los griegos para quitar la vida a los condenados a pena de muerte.

Aristarco de Samos

(Samos, actual Grecia, 310 a.C. – Alejandría, actual Egipto, 230 a.C.) Astrónomo griego. Pasó la mayor parte de su vida en Alejandría. De la obra científica de Aristarco de Samos sólo se ha conservado De la magnitud y la distancia del Sol y de la Luna. Calculó que la Tierra se encuentra unas 18 veces más distante del Sol que de la Luna, y que el Sol era unas 300 veces mayor que la Tierra. El método usado por Aristarco era correcto, no así las mediciones que estableció, pues el Sol se encuentra unas 400 veces más lejos. Un cálculo bastante preciso fue realizado algunos decenios más tarde por Eratóstenes.

Aristarco de Samos (310-230 a.C.) fue el primer astrónomo genuino de la historia. No sólo sus convicciones eran lógicas y correctas, como se demostró más tarde, sino que fue el primero en usar instrumentos matemáticos para investigar el cosmos. Estaba convencido de que la Tierra giraba alrededor del Sol permanecía inmóvil en el centro de la esfera estelar y que esta también era inmóvil. Dado que no conseguía observar efectos de paralajes estelares, dedujo que las estrellas se encontraban a una distancia enorme de la Tierra. Entonces intentó medir la enormidad de dicho espacio estableciendo la distancia Tierra-Sol en función de la Tierra-Luna y, para ello, se basó en la medida de los ángulos y en simples cálculos geométricos. Descubrió que la Luna se halla a 30 diámetros terrestres de nuestro planeta y que el Sol está 19 veces más lejos (1.140 diámetros terrestres). Ahora sabemos que son datos erróneos a causa de leves inexactitudes de las medidas “a ojo “, pero esta diferencia no respeta un ápice a la importancia conceptual y filosófica del enfoque. Era la primera vez en la historia que alguien intentaba aumentar sus conocimientos sobre el Universo de forma experimental, es decir, usando la lógica, las leyes matemáticas y geométricas conocidas, observando y midiendo. Es un enfoque moderno de un complejo problema astronómico.

Eratóstenes de Cirene (276-194 a.C.)Eratóstenes de Cirene Más que un modelo de cosmos, la aportación de Eratóstenes al conocimiento del mundo vino dada por sus estudios sobre las dimensiones de la tierra y por ende de su posición comparativa respecto al sol y la luna.

Erastóstenes de Cirene (276-194 a.C.) procedió de forma semejante. Con un sencillo y genial cálculo matemático halló las dimensiones de nuestro planeta: el meridiano terrestre equivale a, unos 39.400 km (un valor sorprendentemente cercano al valor medio, establecido en 40.009 km).

Hiparco (188-125 a.C.) también fue un atento e inteligente observador. Compiló un catálogo de 1.080 posiciones estelares y comparó sus observaciones con las realizadas 154 años antes por Timocaris. Así descubrió la precisión de los de equinoccios y cuantificó este lentísimo desfase de la eclíptica respecto al ecuador en unos 47 minutos al año (un valor muy parecido al calculado hoy: 50,1 minutos).

Y si la Tierra era inmensa, el Sol debía de serlo aún más. Así, el espacio asumió dimensiones incalculables. Pocos escogidos eran capaces de asimilar y aceptar estas afirmaciones revolucionarias. Quizá por ello, después de Hiparco no sucedió nada más durante 300 años. Resultaba más sencillo dar por válidas las teorías del gran Aristóteles.

Bueno, amigos, aquí lo dejo por hoy ya que, hemos hecho un buen recorrido que os dará una idea amplia de todos lo acontecido duranrte un buien período de nuestra historia aquí en la Tierra y de cómo, hemos podido ir avanzando gracias a muchos pueblos  que, curiosos, se interesaron en el por qué pasaban las cosas de aquella manera determina (o, eran predeterminada?).

¡Quién sabe! ¡Sabemos tan poco!

emilio silvera

¡La Física! ¿Estará perdiendo el Norte?

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Rocas interpretadas como pequeños deltas en un lago superficial de...

    Curiosity descubre un antiguo Lago en Marte

 ¿Queremos imitar el salto cuántico viajar más rápido?

A finales del siglo XIX y principios del XX algunos podían creer que los secretos de la Naturaleza estaban todos descubiertos gracias a los hallazgos que en el pasado hicieran Newton y otros y más recientemente Maxwell, Planck, Einstein y otros muchos que, con sus trabajos nos desvelaron cómo funcionaba la gravedad, qué era en realidad la electricidad y el magnetismo y también, nos llevaron el fascinante mundo de lo muy pequeño con el cuanto de acción, h, de Planck que nos trajo poco más tarde, la mecánica cuántica.

La mecánica, la óptica, la electricidad… todo estaba descubierto y explicado. Los científicos de la época pansaban que sus futuros colegas sólo se dedicarían a realizar medidas para obtener las constantes con mayor precisión vez. Después de todo aquello, se siguió avanzando y continuamos haciéndonos preguntas creyendo que nos llevarían a las respuestas últimas.

Si, por ejemplo, las supercuerdas nos conducen a las respuestas últimas, entonces, ¿en qué dirección debemos nuestra investigación?, ¿es que nos hemos introducido tanto en el mundo de lo desconocido y lo ininteligible que estamos a punto de ahogarnos en un mar de lo absurdo?, ¿estamos enterrados bajo tántas preguntas de los imposibles que deberíamos considerarnos perdidos?, ¿tiene algún sentido especular acerca de la “Teoria de Todo” en un  mundo extraño de las unidades de Planck?

Bueno, si queremos ser sinceros…, podemos discrepar de algunas de las cuestiones que hoy se están debatiendo y ser críticos con otras. Sin embargo, no podremos negar los avances que realmente se están logrando en el mundo de las nuevas tecnologías que, gracias a la Física, ya están en el futuro y, en nuestras vidas cotidianas lo estamos viendo continuamente.

Por otra , nada despierta más nuestra curiosidad que lo ininteligible y, precisamente por eso, tiene tanto éxito y llama la atención teorías como la de las supercuerdas. Miremos, por ejemplo, lo que es tan curioso en el mundo de la longitud de Planck es que no podemos encontrar absolutamente ningún modelo que nos pueda dar una descripción razonablemente autoconsistente de partículas que interaccionan entre sí con fuerzas gravitatorias tan intensas y que, al mismo tiempo, obedezcan a las leyes de la mecánica cuántica. Por tanto, incluso si hubiéramos sido capaces de realizar experimentos con choques de partículas con energías planckianas, no hubiéramos sabido como comparar los resultados con una teoría. Aquí hay para los físicos: hacer una teoría. No nos importa demasiado como describa esa teoría la interacción gravitatoria, pero tenemos suficientes requisitos en la lista como para que encontrar  esa candidata a ser la teoría sea una labor extremadamente difícil. La Teoría de Supercuerdas parecía estar a punto de conseguirlo, pero falló en los últimos momentos. Dicen que necesitamos la energía de Planck para poder verificarla y, si es así, nos queda espera para rato.

Mientras buscamos esas teorías que están más allá de nuestras posibilidades reales de hoy, la Ciencia no se para y sigue avanzando en otros muchos campos que, como antes decía, nos están llevando a pasos agigantados un futuro que ya está con nosotros y, lo está haciendo con tal rapidez que ni nos hemos percatado de ello.

En cuanto a esa soñada Teoria de Todo, en primer lugar debe ser matemáticamente exacta y tiene que permitirnos calcular con extrema precisión el comportamiento de las partículas bajo todas las circunstancias imaginables. Por ahí circulan una y mil “teorías” que exponen las ideas más variopintas que imaginarnos podamos pero, desgraciadamente, son inútiles para los físicos porque sus descripciones no reúnen el rigor ni la prcisión que deben estar presentes en toda buena teoría. Por otra , los físicos prefieren que la teoría trate la fuerza gravitatoria de tal manera que esté de acuerdo con la obtenida en la formulación de la teoría de la relatividad general de Einstein. Sabemos que la fuerza gravitatoria cuerpos pesados como las estrellas y los planetas obedece a esta teoría con gran exactitud (como ha sido confirmado espectacularmente en las observaciones de los púlsares, estrellas compactas que rotan a gran velocidad. Nuestra teoría candidata debería explicar estas observaciones).

No digamos de los intrincados caminos que la Física ha sobrevolado cuando se ha querido meter en la posibilidad de viajes en el Tiempo y, los físicos se encontraron con una y mil paradojas extrañas. Además, como nos ocurre con la Teoría de cuerdas, al meternos en un sendero desconocido y de intrincados peligros…nunca hemos podido llegar al final después de largos y costosos recorridos. ¿Servirá para algo los muchos esfuerzos realizados?

Por otra somos conscientes y conocedores de que las leyes de la mecánica cuántica son inexorables y, por tanto, queremos que nuestra teoría sea formulada en términos de la mecánica cuántica. Tanto la mecánica cuántica como la teoría de la relatividad tienen la propiedad de que, tan pronto como uno admita la más pequeña desviación de esos principios, ambas darían lugar a una teoría totalmente diferente, que de ninguna manera se parecería al mundo que conocemos (o pensamos conocer). “Un poco relativista” o “un poco mecanicuántico” tan poco sentido como “un poco embarazado”. Podríamos imaginar, por otra parte, que la mecánica cuántica o la relatividad general, o ambas, serían marcos demasiado restrictivos nuestra avanzada teoría, de manera que habría que extender sus principios, llegar más lejos.

Diferencias en partículas y formas entre el modelo estándar y la Teoría de Cuerdas

La cuerda es cuántica y gravitatoria, de sus entrañas surge, por arte de magia, la partícula mensajera de la fuerza de gravedad: el gravitón. Funde de natural las dos teorías físicas más poderosas de que disponemos, la mecánica cuántica y la relatividad general, y se convierte en supercuerda -con mayores grados de libertad- es capaz de describir bosones y fermiones, partículas de fuerza y de materia. La simple vibración de una cuerda infinitesimal podría unificar todas la fuerzas y partículas fundamentales.

Parece que todo está hecho de cuerdas, incluso el espacio y el tiempo podrían emerger de las relaciones, más o menas complejas, cuerdas vibrantes. La materia-materia, que tocamos y nos parece tan sólida y compacta, ya sabíamos que está casi vacía, pero no imaginábamos que era tan sutil como una cuerda de energía vibrando. Los átomos, las galaxias, los agujeros negros, todo son marañas de cuerdas y supercuerdas vibrando en diez u once dimensiones espaciotemporales.

Está claro que no trato de explicar aquí una teoría que no comprendo y, el tratar el tema se debe a la curiosidad de tratar de indicar el camino, o, los caminos, por los que se podría llegar más lejos, al , algo más allá. De una cosa si que estoy seguro: ¡Las cuatro fuerzas fundamentales del Universo, un día fueron una sola fuerza!

En el universo existen numerosas estrellas cuyas masas son considerablemente mayores que las del Sol, debido a lo cual, la fuerza gravitotoria en su superficie es considerablemente más intensa que sobre la Tierra o sobre el Sol. La enorme cantidad de materia de una de esas estrellas causa una presión inimaginablemente alta en su interior, pero como  las tenperaturasd en el interior de las estrellas es también altísima, se produce una presión contraria que evita que la estrella se colapse. La estrella, sin embargo, pierde calor continuamente. Al proncipio de su vida, en las estrellas se producen todo de reacciones nucleares que mantienen su temperatura alta y que incluso la pueden elevar, pero antes o después el combustible nuclear se acaba. Cuanto más pesada sea la estrella, mayor es la prsión y la temperatura, y más rápidamente se consume su combustible. La contrapresión disminuye progresivamente y la estrella se va colapsando bajo la presión,  según dismunye el tamaño de la estrella, la fuerza gravitatoria aumenta hasta que finalmente se produce una implosión -un colapso repentino y completo- que no puede ser evitado por más tiempo: ¡ha nacido un agujero negro!

Según todos los indicios, cuando la estrella es muy masiva, la Improsión finaliza convirtiendo toda la inmensa masa de la estrella en un A. N., pero antes, explota como supernova y llena el espacio de los materiales coplejos que han sido fabricados en sus nucleares, siembra el espacio con una Nebulosa de la que, años más tarde, nacerán nuevas estrellas y nuevos mundos…Y, ¿quién sabe? ¡Si nuevas formas de Vida!

A menudo implosión libera tanto calor que las capas exteriores de la estrella explotan por la presión de la radiación, y la implosión queda interrumpida produciéndose una esfera extremadamente compacta de “material nuclear” que conocemos como una estrella de neutrones. Algunas veces, estas estrellas de neutrones rotan con una tremenda velocidad (más de 500 revoluciones/segundo), y, debido a irregularidades en la superficie, emiten una señal de radio que pulsa con esa velocidad.

Si todos estos sucesos pudieran ser observados una distancia segura, las señales emitidas por el material durante la implosión pronto serían demasiado débiles para ser detectadas y, en el caso de un afgujero negro, el objeto se vuelve de ese color y desaparece de nuestra vista convertido en una “bola de gravedad pura”, se pueden calcular sus propiedades con precisión matemática. Sólo se necesitan tres parámetros para caracterizar completamente al agujero negro: su masa, su movimiento angular (cantidad de movimiento de rotación) y su carga eléctrica.

También se calcular como se comportan los chorros de partículas cuando se aventuiran cerca del agujero negro. Hawking ya nos habló de ello y explicó con suficiente claridad, lo que pasaba era que, en contra de lo que pudiéramos pensar, el agujero emite un débil flujo de partículas en ciertas circunstancias. ¿Esas partículas son reales! Agujero Negro está emitiendo un flujo constante de partículas de todas las especies concebibles.

NASA

El Telescopio Espacial Hubble y Chandra han captado la imagen de un impresionante anillo de Agujeros negros. La fotografía corresponde al conjunto Arp 147, en el que aparecen 2 galaxias interactuando entre sí y que se ubican a una distancia de 430 millones de años luz de la Tierra. La NASA combinó datos del Chandra con imágenes del Hubble. Mientras los tonos rojos, azules y verdes fueron resultado del trabajo del Hubble; los de color magenta, del Chandra. La captura muestra un anillo formado por estrellas masivas que evolucionaron rápidamente y explotaron en supernovas, como consecuencia de una colisión galáctica. Es así como dejaron densas estrellas de neutrones y posiblemente, también agujeros negros.

En el Universo ocurren sucesos que no podemos ni imaginar, tales son las fuerzas y energías que ahí están presentes y que dan lugar a maravillas que desembocan en transiciones de fase que convierten unas cosas en otras muy distintas haciendo que la diversidad exista, que la belleza permanezca, que la monotonía no sea el camino.

Es cierto que nunca hemos podido estar tan cerca de un agujero negro como poder comprobar, in situ, la radiación Hawking que, para su formulación, sólo utilizó leyes bien establecidas de la naturaleza y que, por tanto, el resultado debería ser incuestionable, pero no es del todo cierto por dos razones:

La primera razón es que nunca ( he dicho) hemos sido capaces de observar un agujero negro de cerca y mucho de un tamaño tan pequeño que su radiación Hawking pueda ser detectada. Ni siquiera sabemos si tales miniagujeros negros existen en nuestro universo, o si sólo forman una minoría extremadamente escasa entre los objetos del cielo. Aunque pensemos conocer la teoría, no nos habría hecho ningún daño haber podido comprobar sus predicciones de una o de otra. ¿Sucede todo exactamente como pensamos actualmente que debería suceder?

Otros, como Gerald ´t  Hooft, consiguieron construir otro de teorías alternativas y le dieron resultados distintos a los de Hawking, en la que el Agujero Negro podia radiar con una intensidad considerablemente mayor que la que la teoría de Stephen predecía.

Hay un aspecto relacionado con la radiación Hawking mucho más importante. El agujero negro disminuye su tamaño al emitir partículas, y la intensidad de su radiación crece rápidamente según se reduce su tamaño. Justo de llegar a los estadios finales, el tamaño del agujero negro se hará comparable a la longitud de Planck y toda la masa llegará a ser sólo un poco mayor que la masa de Planck, Las energías de las partículas emitidas corresponderan a la masa de Planck.

¡Solamente una teoría completa de la Gravedad Cuántica podrá predecir y describir exactamente lo que sucede al agujero negro en ese ! es la importancia de los Agujeros Negros la teoría de partículas elementales en la Longitud de Planck. Los agujeros negros serían un laboratorio ideal para experimentos imaginarios. Todos alcanzan, por sí mismos, el régimen de energía de los números de Planck, y una buena teoría debe ser capaz de decirnos como calcular en ese caso. casi una década, Gerad ´t Hoofft ha resaltando esa objeción en la teoría de supercuerdas: no nos dice nada de los agujeros negros y mucho de cómo un agujero negro comenzar su vida como un agujero negro de tamaño “astronómico” y acabar su vida explosivamente.

Lo cierto es que, andamos un poco perdidos y no pocos físicos (no sabemos si de interesada), insisten una y otra vez, en cuestiones que parecen no llevar a ninguna parte y que, según las imposibilidades que nos presentan esos caminos, no sería conveniente elegir otros derroteros para indagar nuevas físicas mientras tanto, avanzan las tecnologías, se adquieren más potentes y nuevas formas de energías que nos puedan permitir llegar a sondear las cuerdas y poder vislumbrar si, es cierto, que pueda existir alguna “materia oscura”, o, si existen bosones dadores de masa, o…¡tántas cosas más que, la lista, sería interminable! de las cosas que no sabemos.

emilio silvera

Biosfera, hidrosfera…¡La Tierra!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en La magia de la Tierra    ~    Comentarios Comments (1)

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La BIOSFERA en realidad no es una capa de la Tierra; es el conjunto de todos los ecosistemas existentes en la Tierra, es decir, de todos los seres vivos junto con el medio en el que viven. Por eso, la biosfera es parte de la corteza terrestre, pero también es parte de la hidrosfera y de la atmósfera.

En este dibujo puedes observar lo que supone el agua respecto al conjunto de nuestro Planeta. Recuerda que el 97% del agua de la Tierra es salada y solo un 3% es agua dulce.

La biosfera y la hidrosfera están estrechamente relacionadas: el agua es el elemento esencial de todas las formas de vida, y la distribución del agua en el planeta (es decir, los límites de la hidrosfera) condiciona directamente la distribución de los organismos (los límites de la biosfera). El término biosfera, de reciente creación, indica el conjunto de zonas de la Tierra donde hay vida, y se circunscribe a una estrecha región de unos 20 Km de altura comprendida entre las cimas montañosas más elevadas y los fondos oceánicos más profundos. Sólo pueden hallarse formas de vida en la biosfera, donde las condiciones de temperatura, presión y humedad son adecuadas para las más diversas formas orgánicas de la Tierra.

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                                                                                  Ciclo del agua

Obviamente, las fronteras de dicha “esfera” son elásticas y su extensión coincide con la de la hidrosfera; se superpone a las capas más bajas de la atmósfera y a las superficiales de la litosfera, donde se sumerge, como máximo, unos 2 Km. Sin embargo, si por biosfera se entiende la zona en la que hay vida así como la parte inorgánica indispensable para la vida, deberíamos incluir en este concepto toda la atmósfera, sin cuyo “escudo” contra las radiaciones más fuertes no existiría ningún tipo de vida; o la corteza terrestre entera y las zonas superiores del manto, sin las cuales no existiría la actividad volcánica, que resulta necesaria para enriquecer el suelo con nuevas sustancias minerales.

Por tanto, la biosfera es un ecosistema tan grande como el planeta Tierra y en continua modificación por causas naturales y (desgraciadamente) artificiales.

 

 

Es importante cuidar los ecosistemas de la Tierra, es mucho lo que nos jugamos en ello

Las modificaciones naturales se producen a escalas temporales muy variables: en tiempos larguísimos determinados por la evolución astronómica y geológica, que influyen decididamente en las características climáticas de los distintos ambientes (por ejemplo, durante las glaciaciones), o en tiempos más breves, relacionados con cambios climáticos desencadenados por sucesos geológicos-atmosféricos imprevistos (por ejemplo, la erupción de un volcán, que expulsa a la atmósfera grandes cantidades de cenizas capaces de modificar el clima de extensas áreas durante periodos considerables).

En cambio, las modificaciones artificiales debidas a la actividad humana tienen efectos rápidos: la deforestación producida en África por las campañas de conquista romanas contribuyó a acelerar la desertificación del Sahara, como tampoco hay duda de que la actividad industrial de los últimos siglos determina modificaciones dramáticas y repentinas en los equilibrios biológicos.

La biosfera es el punto de encuentro entre las diversas “esferas” en las que se subdivide la Tierra: está surcada por un flujo continuo de energía procedente tanto del interior del planeta como del exterior, y se caracteriza por el intercambio continuo de materia, en un ciclo incesante que une todos los entornos.

 

 

 

 

 

La biosfera es el ecosistema global. Comprende todos los ecosistemas y organismos vivos en la atmósfera, en la tierra (biosfera terrestre), o en los océanos (biosfera marina), incluida materia orgánica muerta derivada (por ejemplo, basura, materia orgánica en suelos y desechos oceánicos).

Pero no por esta razón hay vida por todas partes, pues la vida requiere condiciones particulares e imprescindibles. Existen determinados elementos físicos y químicos que “limitan” el desarrollo de la vida. La presencia y disponibilidad de agua es el primero y el más importante. El agua es el disolvente universal para la química de la vida; es el componente primario de todos los organismos y sin agua la vida es inconcebible (Tales de Mileto fue el primero en darse cuenta de ello). Pero no sólo es eso: al pasar del estado sólido al líquido y al gaseoso y viceversa, el agua mantiene el “efecto invernadero natural”, capaz de conservar la temperatura del planeta dentro de los niveles compatibles con la vida (es decir, poco por debajo de los 0º C y poco por encima de los 40º C).

La presión, que no deberá superar mucho el kilogramo por centímetro cuadrado (como sucede alrededor de los 10 m de profundidad en el mar), así como una amplia disponibilidad de sales minerales y de luz solar (indispensable – como expliqué antes – para la vida de las plantas) son también factores que marcan las posibilidades de vida.

 

 

Muchos son los misterios que se esconden en las profundidades marinas

 

Está claro que se nos ha dado un lugar privilegiado, que reúne todas y cada una de las condiciones excepcionales para la vida, y somos tan ignorantes que aún siendo un bien escaso (en nuestro enorme Sistema Solar, parece que el único), nos lo queremos cargar. Pero sin querer, me marcho por las ramas y me desvío del tema principal, la evolución por la energía, y como está directamente implicada, hablemos un poco de nuestra casa.

El planeta Tierra

 

Cinturones de Van Allen: Fuerzas invisibles actúan para preservarnos de energías nosivas provenientes del espacio interestelar.

Las fuerzas que actúan sobre la Tierra, como planeta en el espacio, tiene profundas implicaciones energéticas. La gravitación ordena y orienta, y obstaculiza y facilita los flujos de energía cinética. La rotación genera la fuerza centrífuga y la de Coriolis: la primera achata el planeta por los polos ensanchándolo por el ecuador, y la segunda desvía los vientos y las corrientes de los océanos (a la derecha del hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur). La rotación es también la causa de los ritmos diarios de las plantas y animales, y de la desaceleración de la Tierra, que alarga el día un promedio de 1’5 ms cada siglo, lo que representa una pérdida de tres teravatios por fricción de mareas.

 

 

 

La tierra presenta varios movimientos en su viaje anual alrededor del Sol. Los más conocidos son el movimiento de Rotación y el movimiento de Traslación.

 

En el movimiento de Rotación, la Tierra da una vuelta sobre si misma en 24 horas alrededor de un eje imaginario. Es decir en lo que denominamos un día. El de traslación se computa por un año.

Pero ni la gravitación ni la rotación (fricción) hacen de la Tierra un planeta único entre los cuerpos celestes de nuestro entorno. Su exclusividad procede de sus propiedades térmicas internas, que causan los ciclos geotectónicos que modifican la superficie, y de su atmósfera, océanos y plantas que transforman la radiación solar que reciben. Los orígenes de estos procesos no están claros.

Podemos fijar la edad de la Tierra en algo más de los 4.000 millones de años por la desintegración de los isótopos radiactivos, pero poco podemos asegurar sobre la formación del planeta o sobre la energética de la Tierra primitiva. Sobre el tema circulan varias teorías, y es muy plausible que el origen del Sistema Solar planetario fuera una nube interestelar densa en la que el Sol se formó por una inestabilidad gravitatoria y que la posterior aglomeración del resto de esta materia dispersa, que giraba a distintas distancias, a su alrededor, diera lugar a los planetas. No está claro si al principio la Tierra estaba extremadamente caliente o relativamente fría. Me inclino por lo primero y estimo que el enfriamiento fue gradual con los cambios de atmósferas y la creación de los océanos.

 

 

 

Los océanos de la Tierra vistos desde el espacio

 

Las incertidumbres geológicas básicas se extienden hasta el presente. Diferentes respuestas a cuestiones como la cantidad de 40K en el núcleo terrestre o sobre la convección del magma en el manto (hay una o dos celdas) dan lugar a diferentes explicaciones para el flujo de calor y la geotectónica de la Tierra. Lo que sí está claro es que el flujo interno de calor, menos de 100 mW/m2, tiene un efecto pequeño comparado con la reflexión, absorción y emisión de la radiación solar.

 

 

 

 

El balance de la radiación terrestre (Rp) en la capa alta de la atmósfera es la suma de la radiancia extraterrestre (la constante sola Q0) reducida por el albedo planetario y el flujo saliente de larga longitud de onda (Qi): Rp = Q0(1-ap) + Qi = 0. El flujo emitido es igual a la suma de la radiación atmosférica y la terrestre: Qi = Qea + Qes. Los balances de la radiación en la atmósfera (Ra) y en la superficie de la Tierra (Rs) son iguales, respectivamente, a la diferencia entre la correspondiente absorción y emisión: Ra = Qaa + Qea y Rs = Qas + Qes, de manera que Rp = Ra + Rs = 0. Hay que continuar explicando la radiación saliente con los flujos irradiados y emitidos por la superficie terrestre, el flujo de radiación medio absorbida, etc., etc., etc., con una ingente reseña de símbolos y tedioso esquemas que, a mi parecer, no son legibles para el lector normal y no versado en estos conocimientos. Así que, aunque sea mutilar el trabajo, desisto de continuar por ese camino y prosigo por senderos más amenos y sugestivos para el lector.

La fuente más importante del calentamiento atmosférico proviene de la radiación terrestre de longitud de onda larga, porque el flujo de calor latente es una contribución secundaria y el flujo de calor sensible sólo es importante en las regiones áridas donde no hay suficiente agua para la evaporación. Los océanos y los continentes también reciben indirectamente, irradiadas por la atmósfera, la mayor parte de su calor en forma de emisiones de longitudes de onda larga (4 – 50 μm). En este flujo de radiación reenviado hacia la superficie terrestre por los gases invernadero, domina a la radiación del vapor de agua, que con una concentración variable, emite entre 150 y 300 W/m2, y al que también contribuye el CO2 con unos 75 W/m2.

 

 

 

El intercambio de radiación de longitud de onda larga entre la superficie y la atmósfera sólo retrasa temporalmente las emisiones de calor terrestre, pero controla la temperatura de la biosfera. Su máximo es casi 400 W/m2 en los trópicos nubosos, pero es importante en todas las estaciones y presenta significativas variaciones diarias. El simple paso de una nube puede aumentar el flujo en 25 W/m2. Las mayores emisiones antropogénicas de gases invernadero han aumentado este flujo en cerca de un 2’5 W/m2 desde finales del siglo XIX.

Como era de esperar, las observaciones de los satélites confirman que el balance de energía de la Tierra está en fase con la radiación solar incidente (Q0), pero la radiación media saliente (Qi) está desfasada con la irradiancia, alcanzando el máximo durante el verano en el hemisferio norte. La distribución asimétrica de los continentes y el mar explica este fenómeno. En el hemisferio norte, debido a la mayor proporción de masa terrestre, se experimentan mayores cambios estacionales que dominan el flujo global de la radiación saliente.

Quizás el resultado más sorprendente que se deriva de las observaciones por satélite sea que, estacionalmente, se observan cierto déficit y superávit de radiación y el balance de la radiación en el planeta no es igual a cero, pero sin embargo, en cada hemisferio la radiación anual está en equilibrio con el espacio exterior. Además, la contribución atmosférica por transporte de energía hacia los polos es asimétrica respecto al ecuador con valores extremos de unos 3 PW cerca de los 45º N, y -3 PW cerca de 40º S.

Podría continuar hablando sobre los vientos, los terremotos, las lluvias y otros fenómenos atmosféricos, sin embargo, no creo que, por ser estos fenómenos naturales muy conocidos de todos, pudieran tener gran interés. Pasemos pues a comentar sobre los océanos.

 

 

                                         Las lluvias tan necesarias para todos y para todo

Agua, mejor que Tierra, habría sido el nombre adecuado para el tercer planeta, puesto que los océanos cubren más del 70 por ciento de la superficie terrestre, con una profundidad media de 3’8 Km. Debido a las especiales propiedades térmicas del agua, éstas constituyen un extraordinario regulador del balance energético del planeta.

Este líquido tiene cinco ventajas termodinámicas importantes: un punto de ebullición inusualmente alto, debido a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno intermoleculares; un calor específico de 2’5 a 3’3 veces más elevado que el del suelo; una capacidad calorífica (calor específico por unidad de volumen) aproximadamente seis veces mayor que la tierra seca; un altísimo calor de vaporización que le permite transportar una gran cantidad de calor latente; y su relativamente baja viscosidad, que le convierte en un eficiente transportador de calor en los océanos mediante miríadas de remolinos y caudalosas corrientes.

No es sorprendente, pues, que los océanos, que tienen cerca del 94 por ciento de toda el agua, sean determinantes en el balance energético del planeta. Cuatro quintas partes de la radiación solar que llega a la Tierra entra en la atmósfera que cubre los océanos, los cuales con un albedo superior al 6% absorben la energía con una tasa cercana a 65 PW, casi el doble de la absorción atmosférica total y cuatro veces mayor que la continental. Inevitablemente, los océanos también absorben la mayor parte, casi dos tercios, del calor rerradioirradiado hacia abajo por la atmósfera elevando su ritmo de calentamiento a los 175 PW.

                                                                 Arrecife poco profundos y ecosistemas

Salvo en los océanos menos profundos, la interacción aire-mar no afecta directamente a las aguas profundas. Las oscuras y frías aguas de las profundidades marinas están aisladas de la atmósfera por la capa mixta, una capa de poca profundidad que va de pocos metros a pocos cientos de metros y que está afectada por los vientos y el oleaje.

A pesar de que el alto calor específico del agua limita el rango de variación, las temperaturas de esta capa sufren importantes fluctuaciones diarias y estacionales. Sin embargo, variaciones relativamente pequeñas de la temperatura de la superficie de los océanos tienen importantes consecuencias climáticas: quizás el mejor ejemplo de esta teleconexión climática sea el fenómeno del Niño, que consiste en una extensión en forma de lengua de las aguas superficiales calientes hacia el este, cuyos efectos se extienden desde Canadá hasta África del sur.

Debido a que la conductividad térmica del agua es muy baja, la transferencia de energía de la capa mixta hacia las profundidades se realiza fundamentalmente mediante corrientes convectivas. Estas corrientes compensan la extremadamente baja fuerza ascensional de las aguas profundas, más calientes, que son desplazadas por el movimiento hacia el ecuador de las corrientes frías provenientes de los polos. En contraste con el gradual ascenso general de las aguas oceánicas, la convección hacia abajo se produce en corrientes bien delimitadas que forman gigantescas cataratas oceánicas. Seguramente la mayor es la que fluye hacia el sur bajo el estrecho de Dinamarca, entre Islandia y Groenlandia, y se sumerge unos 3’5 Km transportando 5 millones de m3/s, un caudal veinte veces mayor que el del Amazonas.

 

 

 

                                                El agua de la vida

 

Miríadas de corrientes oceánicas, que a menudo viajan cientos de kilómetros a diferentes profundidades, transportan considerables cantidades de energía y sal. Quizás el ejemplo más importante de estas combinaciones de transportes sea la corriente de agua caliente y salada que sale del Mediterráneo a través del estrecho de Gibraltar. Este flujo caliente pero denso desciende sobre la pendiente de la plataforma continental hasta alcanzar el equilibrio entre el peso y el empuje ascensional a unos mil metros de profundidad. Aquí se separa en dos celdas lenticulares que se mueven durante siete años hacia el este y hacia el sur, respectivamente, hasta que decaen o chocan contra alguna elevación marina.

Un mapa global de los flujos de calor desde la superficie oceánica hasta las capas profundas muestra claramente máximos longitudinales a lo largo del ecuador y a lo largo de aproximadamente 45º S en los océanos Atlántico e Índico. Esta transferencia es también importante en algunas áreas costeras donde se producen intensos flujos convectivos ascendentes que intercambian calor entre las aguas superficiales y las profundas, como ocurre en la costa de California y al oeste de África. Un flujo en dirección contraria, que calienta la atmósfera, se produce en las dos mayores corrientes oceánicas calientes, la corriente del Golfo en el Atlántico y la de Kuroshio en el Pacífico oriental.

 

 

 

                                                      Aguas termales y sulfurosas

Todas la regiones donde se produce este ascenso de aguas calientes (a lo largo de las costas del continente americano, África, India y la zona ecuatorial del Pacífico occidental) se distinguen fácilmente por los elevados niveles de producción de fitoplancton, causados por un importante enriquecimiento de nutrientes, comparados con los que, de otra manera, corresponderían normalmente a las aguas superficiales oligotrópicas.

La radiación transporta la mayor parte (casi 4/5) de la energía que fluye desde la capa mixta hasta la atmósfera, y el resto del flujo calorífico se produce por calor latente en forma de vapor de agua y lluvias.

Aún no se ha realizado una valoración cuantitativa del transporte total para cada latitud, pero en el océano Atlántico hay transferencia de calor hacia el norte a lo largo de toda su extensión, alcanzando en el trópico un valor aproximado de 1 PW, flujo equivalente al que se produce en el Pacífico norte. En el Pacífico sur, el flujo de calor hacia el polo a través del trópico es de 0’2 PW. La parte occidental del Pacífico sur puede constituir la mayor reserva de calor del Atlántico sur, de igual modo que es probable que el océano Índico sur constituya una reserva del Pacífico.

Ahora tocaría comentar algo sobre los ríos del planeta, sin embargo, lo obvio y me dirijo directamente a comentar sobre el calor de la Tierra.

Aunque la Tierra se formara inicialmente a partir de materia fría (material cósmico) que se contrajo por acción de la gravedad, durante la formación posterior del núcleo líquido y en los periodos de intensa actividad volcánica se ha liberado una enorme cantidad de calor. Los frecuentes impactos de objetos pesados también han contribuido al calentamiento de la superficie. Hay mucha incertidumbre sobre la historia térmica de la Tierra de los últimos 3.000 millones de años, durante los cuales el planeta se ha ido enfriando y una gran parte de este flujo de calor ha alimentado los movimientos geotectónicos globales, creando nueva corteza en las dorsales oceánicas; un proceso que ha ido acompañado de terremotos recurrentes y erupciones volcánicas de lava, cenizas y agua caliente.

 

 

 

Solamente hay dos posibles fuentes de calor terrestre, pero la importancia relativa de las respectivas contribuciones no está aún muy clara. El calor basal, liberado por un lento enfriamiento del núcleo terrestre debe representar una gran parte del flujo total, si bien cálculos basados en la desintegración radiactiva del U235, U238, Th232 y K40 sugieren que éste representa al menos la mitad y quizás hasta nueve décimos del flujo total de calor del planeta. Esta disparidad obedece a la incertidumbre en la concentración de K40 en la corteza terrestre. Pero sea cual sea la proporción, el flujo total, basado en miles de medidas realizadas desde los años cincuenta, está próximo a los 40 TW.

Aunque inicialmente se pensó que los flujos continentales y oceánicos eran aproximadamente iguales, en realidad difieren de forma sustancial. Las regiones del fondo oceánico más recientes contribuyen con más de 250 mW/m2, cantidad que supera hasta tres veces las zonas continentales más recientes. El flujo medio para todo el fondo marino es aproximadamente igual a 95 mW/m2, lo que representa un 70% más que el correspondiente a la corteza continental. El flujo  medio global es de 80 mW/m2, unos tres órdenes de magnitud inferior al valor medio del flujo de calor de la radiación solar global.

Llegados a este punto, tengo que respirar. ¡Qué maravilla! ¡La Tierra!

emilio silvera