El Premio Nobelk de Física de 2011 se otorgó a los tres físicos que arriba podeis contemplar “por el descubrimiento de la expansión acelerada del universo gracias a observaciones de supernovas lejanas”. Es sin duda una de los hallazgos más extraordinarios que nos ha ofrecido la cosmología desde el descubrimiento del fondo cósmico de radiación de microondas. Gracias a estas observaciones, ahora sabemos que el universo no sólo se expande sino que lo hace de forma acelerada, en contra de lo esperado si estuviera compuesto de materia ordinaria.

(Es curioso que, después de que los premios fuesen concedidos a estos físicos, ha salido un español que, según dice y ha sido publicado, tenía registrado el trabajo, o uno similar, al que ha valido el novel de 2.011 a estos de arriba. La polémica está en marcha).

Los astrónomos dicen que han encontrado las mejores pruebas hasta la fecha sobre la Materia Oscura, la misteriosa sustancia invisible que se cree constituye la mayor parte de la masa del universo. En la imagen de arriba han querido significar, diferenciándola en colores, las dos clases de materia, la bariónica y la oscura que, en este caso, sería la azulada -según dicen-. Sin embargo, la imagen no refleja la proporción que dicen existe entre la una y la otra.

Para poder comprender este resultado tan extraordinario, podríamos poner un ejemplo sencillo: Por ejemplo, si lanzamos una pelota con fuerza hacia arriba, ésta sale despedida en la medida de la fuerza que la impulsó, y, llegado a un punto, la Gravedad que ejerce la Tierra sobre ella, la hará caer de nuevo. Sin embargo, si lanzamos la pelota con mucha más fuerza, ésta podría vencer la gravedad terrestre y salir al espacio exterior y escapar a velocidades cada vez menores. Sin embargo, lo que han observado los investigadores que han recibido el Nobel en 2011, es que el universo no se comporta de esta manera. En lugar de frenarse conforme se expande, el universo parece expandirse de forma acelerada. En la analogía de la pelota, es como si esta, una vez escapara de la Tierra, se alejara con una velocidad cada vez mayor. De esta realidad observada, se deduce de manera clara que, sobre el Universo, está actuando una fuerza desconocida que lo atrae y supera la atracción gravitacional de toda la materia que contiene conocida por nosotros.

Pero antes de describir las observaciones, recapitulemos sobre lo que sabemos del universo hasta ahora. La expansión del universo fue descubierta en los años 20 del pasado siglo por Vesto Slipher, Knut Lundmark, Georges Lemaítre y Edwin Hubble. El ritmo de exdpansión depende del contenido de energía, y un universo que contiene sólo materia termina frenándose gracias a la fuerza de gravedad.

                  Las galaxias se alejan las unas de las otras ganando velocidad

Las observaciones de la recesión de las galaxias, así como de las abundancias de elementos ligeros, pero sobre todo del fondo de radiación de microondas, nos han permitido construir una imagen del universo en expansión, a partir de un origen extremadamente caliente y denso, que se va enfriando conforme se expande. Hasta hace unas décadas se creía que esa expansión era cada vez más lenta y se especulaba sobre la posibilidad de que eventualmente el universo “recolapsara”. Sin embargo, las observaciones de la luz que nos llega de supernovas a distancias astronómicas, de hasta siete mil millones de años-luz -hechas por dos colaboraciones independientes: El Supernovae Cosmology Project,  liderado por Saul Perlmutter, y el High Redshift Supernova Project,  de Brian Schmidt y Adam Riess- mostraron que actualmente el ritmo de expansión está acelerándose, en lugar de decelerarse.

Estas observaciones han sido posible gracias  a que las supernovas de tipo Ia son explosiones extraordinariamente violentas que se ven a enormes distancias y afortunadamente siguen un patrón de luminosidad característico, llegando a su máximo pocos días después de la explosión y a partir de ahí lentamnete decreciendo en luminosidad hasta que dejamos de verla. La relación entre la máxima luminosidad y el período de decrecimiento se puede calibrar con supernovas cercanas, de manera que midiendo estos períodos para muchas supernovas podemos deducir su distancvia a nosotros y de ahí el ritmo de expansión del universo desde el momento en que la supernova explotó hace miles de millones de años. Las medidas de las supernovas lejanas muestran no sólo que el universo se está expandiendo aceleradamente hoy día, sino también que en el pasado lo hacia de forma decelerada, lo que concuerda con nuestras predicciones basadas en la Teoría de Einstein.

En el contexto del Modelo estándar cosmológico, la aceleración se cree causada por la energía del vacío -a menudo llamada “energía oscura”- una componente que da cuenta de aproximadamente el 73% de toda la densidad de energía del universo. Del resto, cerca del 23%, sería debido a una forma desconocida de materia a la que llamamos “materia oscura”. Sólo alrededor del 4% de la densidad de la energía correspondería a la materia ordinaria, es decir, la que llamamos Bariónica, esa que emite radiación, la luminosa y de la que estamos nosotros constituidos, así como las estrellas, los mundos y las galaxias. Es, precisamente esa luz, la que nos permite adentrarnos en lo más profundo del universo desconocido, lejano y oscuro para poder saber, sobre estos misterios.

En nuestras vidas cotidianas, los efectos de la energía de vacío son ínfimos, diminutos, pero aún así detectables en pequeñas correcciones a los niveles de las energías de los átomos. En Teorías de campos relativistas, la energía de vacío está dada por una expresión matemáticamente idéntica y físicamente indistinguible de la famosa constante cosmológica, o por el contrario varia con el tiempo, algo que tendría consecuencias importantísimas para el destino del universo y que es un tema de investigación candente en cosmología, con varios experimentos propuestos para detectarlo.

Tipos de espacio según la densidad crítica del universo. Es decir, dependiendo del valor de Omega, tendremos un universo abierto, cerrado o plano. De momento, todos los indicios nos dicen que estamos  en un universo plano que se expandirá para siempre.

En fin amigos, el tema es interesante y lo continuaremos en otro momento…

Le he robado un rato al trabajo para dejar esta página en el Blog por estimarla de interés para que todos, estén al día de los últimos descubrimientos en relación al universo en el que vivímos.

Saludos.

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Cuando un astrofísico mira una galaxia que está a 1.000 millones de años-luz de nosotros, está mirando el pasado. La galaxia que ve es la galaxia que fue hace 1.000 millones de años, que es el tiempo que ha tardado su imagen en llegar a nosotros viajando a la velocidad de la luz. No estamos capacitados de ninguna manera para poder observar esa galaxia tal y como es ahora; la distancia que la separa de nosotros tiene que ser recorrida, y el viaje duró mil millones de años, así que cuando lleguemos allí, la galaxia habrá evolucionado y será muy diferente a como era cuando iniciamos el viaje. Incluso, si pudiéramos contemplar esa galaxia ahora mismo, se podría dar el caso de que, se hubiera fusionado con otra galaxia y se hayan transformado en una galaxia gigante.

La galaxia del Molinete fotografiada por el ‘Hubble’. (Foto: NASA)

El rayo de luz que es atraído por un agujero negro y desaparece en la singularidad, no puede volver para que lo podamos ver de nuevo. ¿que hay dentro de esa singularidad? ¿En qué se ha convertido la materia de esa estrella masiva que formó el Agujero Negro? Con razón, la Relatividad General de Einstein, deja de tener valor cuando llega a ese punto de la Singularidad, en ese momento, sólo nos vale una Teoría de la Gravedad Cuántica, y, eso, aún no existe…¡el misterio continúa!

La Entropía en el Universo es irreversible; el deterioro de los sistemas cerrados es imparable. Todo se transforma para convertir las cosas en otras diferentes. Son las leyes del universo, y a nosotros, simples mortales, sólo nos queda tratar de comprenderlas para obtener de ellas “tal como son” el mayor beneficio posible. Sin embargo, un día llegará en el que nuestra especie habrá alcanzado un grado de conocimiento y tecnología capaz de cambiar algunas cosas tales como, hacer habitables planetas que ahora están yermos, sin atmósfera y sus condiciones naturales son imposibles.

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El Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA capturó esta nube ondulante de gas interestelar frío y polvo emergiendo de una tempestuosa “guardería” estelar situada en la Nebulosa Carina, a 7500 años luz de distancia en la constelación austral de Carina. Esta columna de polvo y gas sirve como incubadora de nuevas estrellas y está repleta de actividad asociada a la formación estelar.

Estrellas calientes y jóvenes erosionan y esculpen las nubes en este paisaje de fantasía mediante el envío de intensos vientos estelares y abrasadora radiación ultravioleta. Las regiones de baja densidad de la nebulosa se destruyen mientras que las partes más densas resisten la erosión y se mantienen como gruesos pilares. En el interior oscuro y frío de estas columnas, nuevas estrellas continúan formándose.

En el proceso de formación de estrellas, un disco alrededor de la protoestrella acrece lentamente sobre la superficie de la estrella. Parte del material es expulsado a lo largo de los jets perpendicular al disco de acreción. Los jets tienen una velocidad de varios cientos de kilómetros por segundo. A medida que estos jets interaccionan con la nebulosa circundante, se crean pequeñas nebulosidades que brillan intensamente, llamados objetos Herbig-Haro (HH).

En la parte superior derecha de la imagen largas serpentinas de gas pueden ser vistas saliendo disparadas en direcciones opuestas del pedestal. Otro par de jets es visible en un pico en la parte superior del centro de la imagen. Estos chorros (conocido como HH 901 y HH 902, respectivamente) son las firmas comunes en los nacimientos de nuevas estrellas.

Esta imagen celebra el 20 aniversario del lanzamiento del Hubble y su puesta en órbita alrededor de la Tierra. La Camara 3 de Amplio Campo del Hubble ha observado el pilar de los días 1-2 de febrero 2010. Los colores de esta imagen compuesta se corresponden con el oxígeno (azul), hidrógeno y nitrógeno (verde) y azufre (rojo). Hay que reconocer que nuestro Universo es, ¡Una maravilla!

En el espacio profundo,en regiones lejanas estarán, situados otros mundos, en los que la vida surgirá. No es la Tierra el único planeta, dónde bullen los pensamientos, en otros mundos y otras “Tierras”, también bullen los sentimientos.

Los seres humanos no pudieron investigar el espacio interestelar hasta que comprendieron que el Sol es simplemente una estrella entre muchas, así también la comprensión de que vivimos en un Universo de galaxias dispersas por enormes extensiones de espacio exigió primero la comprensión del carácter de las nebulosas. Esto impliocaba comprender, no sólo la aparicnecia de las Nebulosas, sino así mismo conocer su composición química que nos llevó al origen de las ciencias espectroscópicas y a la astrofísica. Así supimios como se formaban las nuevas estrellas y también los mundos nuevos.

Estos lugares de inmensa belleza como el de la Nebulosa Eta Carinae, no se debe confundir con la nebulosa Homúnculo Eta Carinae. La Nebulosa de Carina (también conocida como la Gran Nebulosa de Carina, la nebulosa de Eta Carina, o NGC 3372) es una nebulosa brillante grande que rodea a varios cúmulos abiertos de estrellas. Eta Carinae y HD 93129A, dos de las estrellas más masivas y luminosas de nuestra galaxia, la Vía Láctea, son algunas de ellas. La nebulosa se ​​encuentra a una distancia estimada entre 6.500 y 10.000 años luz de la Tierra. Al parecer, en la constelación de Carina, y está situado en el brazo de Carina-Sagitario. La nebulosa contiene varias estrellas de tipo O-.

La nebulosa es una de las mayores nebulosas difusas en nuestros cielos. Aunque es casi cuatro veces tan grandes y aún más brillante que la famosa Nebulosa de Orión, la Nebulosa de Carina es mucho menos conocido, debido a su ubicación lejos en el hemisferio sur. Fue descubierto por Nicolas Louis de Lacaille en 1751-52, desde el Cabo de Buena Esperanza.

Una estrella candente (más de 120.000 grados en su superficie, comparados con los 6.000 grados de nuestro Sol) calienta el centro de esta nebulosa. El color malva indica las zonas más calientes, que llegan a varias decenas de miles de grados. © ESO. Las estrellas de gran masa y calientes influyen enormemente su propio entorno, modelando el medio interestelar y sembrando el Universo de elementos químicos pesados, que encontramos actualmente a nuestro alrededor. Incluso son capaces de modificar la “estructura de las galaxias

Decimos que la ciencia camina sobre dos piernas, una Teórica (o dicho vagamente, la deducción) y la otra la Observación y la Experimentación (o inducción). Pero su progreso a menudo es menos un avance decidido que un movimiento vacilante. El caminar de la ciencia se parece a veces, al de un trovador ambulante que al de la trayectoria recta de unabanda militar. El desarrollo de la Ciencia recibe la influencia de las modas intelectuales, a menudo depende del desarrollo de la tecnología y, en cualquier caso, muy pocas veces puede ser planificado de antemano.pues su destino por lo común se desconoce. En el caso de la exploración del espacio intergaláctico, el primer paso lo dieron los teóricos -el filósofo Immanuel Kant y el matemático Johann Lambert-, a los que siguieron las observaciones del presciente astrónomo aficionado William Herschel.

Cuando Kant esribió por primera vez sobre cosmología aín no era Kant, el titán intelectual cuya unificación del empirismo y el racionalismo iba a iluminar y animar la filosofía del todo el mundo. Un día Kant leyó un libro: Una teoría original o nueva hipótesis sobre el universo, de un topógrafo y filósofo de la naturaleza inglés llamado Tomas Wright que, según él mismo decía, había aprendido astronomía para estar más cerca de Dios y sus libros y conferencias estaban llenos de lecciones morales y teológicas.

Las especulaciones cosmológicas de semejante pensador, de alguna manera, llev´ço a Kant a pensar y desarrollar sus ideas sobre un cosmos lleno de galaxias, o, Universos Islas como él las llamó: Un disco aplanado de estrellas, por eso Kant supuso que las estrellas de la Vía Láctea estaban dispuestas sobre un volumen de espacio en forma de disco. Tan estusiasmado estaba con la idea que escribió un libro.

Los brazos espirales de este tipo de galaxias son producidos por por la luz de millones de jovenes estrellas gigantes que arden intensamente y radian el el ultravioleta. Es cierto, como nos decía Kant que, las galaxias son como pequeños universos. La imagen que nosotros tenemos de Universo es reciente. En 1924 Edwin Hubble realizó la demostración definitiva de que las nebulosas espirales cantidades enormes de estrellas similares a nuestra galaxia, la Vía Láctea. Las galaxias siendo inestables se revelan como estructuras fluidas en una transformación permanente. En 1960 se descubrieron los cuásares, este descubrimiento conllevó a un reto nuevo para comprender el Universo y afirmó la evolución de sus unidades básicas, las galaxias.

Un equipo encabezado por astrónomos chilenos encontró el cúmulo de galaxias más grande y poderoso del universo lejano. Esto valida el modelo de investigación cosmológico actual y da pistas para el entendimiento de fenómenos como la expansión y edad del universo.

Las galaxias tienden a agruparse, los grupos que se forman se denominan cúmulos. Estos cúmulos pueden ser de dos tipos, abiertos y globulares. (Nuestro grupo es conocido como grupo local, está compuesto por 27 miembros, de los cuales solo dos tienen tamaño apreciable)

Las galaxias se han formado a partir de una nube gaseosa protogaláctica. Debido al efecto de la propia gravedad de las galaxias, cualquier movimiento se aumenta debido a la ley de conservación del momento angular. Si la nube produce una rotación lenta, sus reservas de gas se transforman en estrellas y la galaxia que se origina tendría forma de elipsoide, dando lugar a una galaxia elíptica. Al contrario ocurre si el achatamiento de la galaxia es rápido, se creará un disco galáctico que formará nuevas estrellas en el futuro.

Un grupo de astrónomos europeos han empleado el ESO’s Very Large Telescope (European Southern Observatory) para descubrir y estudiar el cuásar más lejano encontrado hasta la fecha. Un quasar (acrónimo en inglés de quasi-stellar radio source) es una fuente astronómica de energía electromagnética, que incluye radiofrecuencias y luz visible. Actualmente pensamos que los cuásares son galaxias muy distantes y brillantes que están alimentadas por un gran agujero negro en su centro. Los resultados de este descubrimiento se publicaran en la edición de junio de la revista Nature.

Hoy nos parece normal que podamos señalar con cierta precisión las distancias a las que están situadas las estrellas y las galaxias pero, no siempre fue así y, en astronomía, las aproximaciones eran el pan de cada día. Calcular distancias con variables de hasta miles de años-luz era lo normal, no se contaba con las herramientas adecuadas para poder fijar con exactitud la situaci´çon de objetos lejanos.

El el añi 1952, el año anterior a la muerte de Hubble, Walter Baade anunció un una reunión de la Unión Astronómica Internacional celebrada en Roma que había descubierto un error en la determinación del valor período-luminosidad de las cefeidas, y la corrección de tal error hacía duplicar la escala de distancias cósmica. Posteriormente, el ex ayudante de Hubble, Allan Sandage, en colaboración con el astrónomo suizo Gustav Tammann, logró nuevos refinamientos de la escala de distancias, lo cual permitió a los astrónomos medir distancias de galaxias situadas a centenares y miles de millones de años-luz.

Los telescopios Subaru y Keck han hallado una nueva galaxia situada a 12.900 millones de años luz, lo que la convierte en la más lejana jamás observada. La luz de la galaxia, llamada SXDF-NB1006-2, ha tardado tanto tiempo en llegar hasta los telescopios terrestres, que lo que se está observando actualmente sólo tiene unos pocos miles de millones de años desde el Big Bang, es decir, probablemente sea una de las primeras galaxias que se formaron tras la creación del Universo.

El Observatorio Chandra de Rayos X de la NASA ha encontrado dos agujeros negros supermasivos que crecen a un ritmo más rápido que sus galaxias. Este hallazgo, que será publicado en ‘The Astrophysical Journal’, desafía a las teorías actuales que señalan que estos agujeros negros crecen en el centro de las galaxias y al mismo ritmo que éstas.

Como habréis podido deducir por todo lo anteriormente expuesto y dicho, el Universo es algo inmenso que no deja de dar sorpresas y nos habla de lugares donde las energías de las estrellas ionizan regiones de años-luz de expansión, donde habitan agujeros negros masivos, en los que quásares de inmensas luminosidades destacan más que las propias galaxias que los contienen, donde Nebulosas de gran belleza generan nuevas estrellas y nuevos mundos al mismo tiempo que, las transiciones de fase que allí se producen, transmutan los elementos sencillos y más simples del Universo en otros más complejos y pesados. El Universo en fin, es ese “todo” dinámico en el que, reunidos en una gran familia, cohabitan las estrellas y los mundos junto con la vida que, con asombro, contempla todo este carrusel de energía luminosa en contínua transformación.

emilio silvera

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Este archivo es de dominio público porque fue creado por la NASA y,  «el material de la NASA no está protegido con copyright a menos que se indique lo contrario». Lo que veis está situado a unos doscientos kilómetros de Port Augusta en Australia del Sur, dentro de la accidentada región interior y en el límite de la llanura de Nullarbor, hay un gran lago seco.

De forma aproximadamente circular, el lago Acraman tiene un diámetro de unos treinta kilómetros. Aunque se parece a otras muchas cuencas saladas en esa parte de Australia, el Lacraman no es un lecho lacustre ordinario. Hace unos seiscientos millones de años un meteoro gigante cayó del cielo y abrió un enorme agujero en lo que ahora es la península Eyre. El agujero original media al menos noventa kilómetros de diámetro y varios kilómetros de profundidad. El lago Acraman de hoy es todo lo que queda de aquella monstruosa cicatriz, un testigo mudo de un antiguo cataclismo de proporciones inimaginables.

La erosión del cráter no ha permitido a los científicos calcular su diámetro exacto aunque las cifras que se manejan hablan de entre 85 y 90 kilómetros. En cuanto a su antigüedad, el impacto se data hace 590 millones de años. Estamos tranquilos en nuestros quehaceres del día a día, o, en nuestras casas ocupados en los más variados menesteres: una lectura, una película, charlando mientras nos tomamos un café… Y, pocas veces pensamos que, estamos expuestos a situaciones que, como la de arriba, pudiera acabar con nuestras esperanzas de futuro.

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Las reacciones de fusión son curiosamente escalonadas. . La reacción protón-protón empieza con el choque, en lo profundo del Sol, de dos protones que tienen la suficiente velocidad y buena suerte como para penetrar en la barrera de Coulomb. Si la colisión logra transformar uno de los protones en un neutrón -otro suceso bastante improbable, que requiere una interacción de fuerza débil llamada desintegración beta-, el resultado será un núcleo de hidrógeno pesado. La interacción libera un neutrino, que escapa del Sol, y un positrón que se sumerje en el gas circundante y de este modo ayuda a calentar el Sol. El protón medio del centro del Sol debe esperar más de treinta millones de años antes de tener la oportunidad de experimentar esta breve fiesta.

Pero el paso siguiente llega rápidamente. A los pocos segundos, el núcleo de hidrógeno pesado atrapa otro protón, transformandose en Helio 3 y liberando un fotón que aporta más energía al gas circundante. Los núcleos  de Helio 3 son raros, por lo que la mayoría deben esperar algunos millones de años más para encontrar un segundo núcleo de Helio 3. Entonces, los dos núcleos pueden fusionarse, formando un núcleo de helio estable y dos protones, que a su vez quedan libres para incorporarse al baile.

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