{"id":2215,"date":"2012-09-02T09:05:01","date_gmt":"2012-09-02T08:05:01","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=2215"},"modified":"2012-09-02T09:48:18","modified_gmt":"2012-09-02T08:48:18","slug":"%c2%bfsabremos-alguna-vez-cual-es-el-modelo-real","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2012\/09\/02\/%c2%bfsabremos-alguna-vez-cual-es-el-modelo-real\/","title":{"rendered":"\u00bfPodremos llegar a conocer nuestro Universo?"},"content":{"rendered":"

\u201cEn Cosmolog\u00eda, las condiciones\u00a0 \u201ciniciales\u201d raramente son absolutamente iniciales, pues nadie sabe como calcular el estado de la materia y el espacio-tiempo antes del Tiempo de Planck, que culmin\u00f3 alrededor de 10-43<\/sup> de segundo Despu\u00e9s del Comienzo del Tiempo.\u201d<\/p>\n

El tiempo de Planck<\/a><\/strong> es una unidad de tiempo considerada como el intervalo temporal m\u00e1s peque\u00f1o que puede ser medido. Se denota mediante el s\u00edmbolo tP<\/sub>. En cosmolog\u00eda, el tiempo de Planck<\/a> representa el instante de tiempo m\u00e1s antiguo en el que las leyes de la f\u00edsica pueden ser utilizadas para estudiar la naturaleza y evoluci\u00f3n del Universo. Se determina como combinaci\u00f3n de otras constantes f\u00edsicas en la forma siguiente:<\/p>\n

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\"t_P 5.39124(27) \u00d7 10\u221243<\/sup> segundos<\/p>\n

Llegados a este punto, me remito al p\u00e1rrafo primero del comentario de hoy, en \u00e9l se deja claro que, nada sabemos de ese instante primero anterior al Tp<\/sub>. Que\u00e9 habr\u00eda all\u00ed entonces, qu\u00e9 sustancias dieron lugar a la materia y, de d\u00f3nde salieron las fuerzas fundamentales.<\/p>\n


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Periodo entre 10-43<\/sup> s (la era de Planck) y 300.000 a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang<\/a>. Durante este periodo, la expansi\u00f3n del universo estaba dominada por los efectos de la radiaci\u00f3n o de las part\u00edculas r\u00e1pidas (a altas energ\u00edas todas las part\u00edculas se comportan como la radiaci\u00f3n). De hecho, la era lept\u00f3nica y la era hadr\u00f3nica son ambas subdivisiones de la era de radiaci\u00f3n.<\/p>\n

Es verdaderamente encomiable la pertinaz insistencia del ser humano por saber, y, en el \u00e1mbito de la Astronom\u00eda, desde los m\u00e1s remotos \u201ctiempos\u201d que podamos recordar o de los que tenemos alguna raz\u00f3n, nuestra especie ha estado interesada en saber, el origen de los objetos celestes, los mecanismos que rigen sus movimientos y las fuerzas que est\u00e1n presentes.<\/p>\n

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La mayor\u00eda de los cosm\u00f3logos interpretan esta “singularidad<\/a>” como una indicaci\u00f3n de que la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a> deja de ser v\u00e1lida en el universo muy primitivo (no exist\u00eda materia), y el comienzo mismo debe ser estudiado utilizando una teor\u00eda de cosmolog\u00eda cu\u00e1ntica.<\/p>\n

Es posible que bajo el Sol no encontremos nada nuevo; sin embargo, el estudio del cosmos ha sido y lo contin\u00faa siendo una apabullante caja de sorpresas. Hasta los a\u00f1os 20, los cient\u00edficos prefer\u00edan creer que el espacio era infinito y eterno. Se coincid\u00eda en la vaga noci\u00f3n de que \u00e9ramos \u00fanicos en un universo hueco e insondable. Pero, como ya lo hemos mencionado en trabajos precedentes, la historia empieza a cambiar cuando el matem\u00e1tico ruso Alexander Friedmann en 1922, desafiando las afirmaciones de Albert Einstein<\/a> de que el universo era est\u00e1tico, public\u00f3 un ensayo en el cual demostraba un error en los c\u00e1lculos de Einstein<\/a> y que las propias ecuaciones de \u00e9ste permit\u00edan la descripci\u00f3n de un universo que evoluciona. En 1927 el sacerdote belga y f\u00edsico te\u00f3rico George Lema\u00eetre aprecia los estudios de Friedmann y galvaniz\u00f3 a los cosm\u00f3logos con su propuesta de que un \u00ab\u00e1tomo primigenio\u00bb, denso y muy caliente estall\u00f3 en forma similar a la bola de fuego del Big Bang<\/a> para crear el actual universo. En los a\u00f1os ’20, el astr\u00f3nomo Edwin Hubble<\/a> y otros colegas suyos con sus observaciones demostraron que el universo se estaba expandiendo; todas las galaxias se alejaban unas de otras, incrementando el espacio entre ellas y sus vecinas.<\/p>\n

Aunque Lema\u00eetre, \u00abel padre de la teor\u00eda del Big Bang<\/a>\u00bb, diese el primer paso, su versi\u00f3n moderna se debe a George Gamow y a sus alumnos Ralph Alpher y Robert Herman. En los a\u00f1os ’40, calcularon la s\u00edntesis de los elementos qu\u00edmicos de la explosi\u00f3n primordial y, al hacerlo, trasladaron la idea del Big Bang<\/a> del campo de las hip\u00f3tesis al terreno de la ciencia de observaci\u00f3n. Alpher y Herman estimaron que el espacio deber\u00eda estar actualmente ba\u00f1ado por un mar de energ\u00eda electromagn\u00e9tica que, en t\u00e9rminos del cuerpo negro, estimaron que \u00e9sta deb\u00eda bordear los 5\u00b0 K por encima del cero absoluto, lo que informaron en una carta enviada a la revista cient\u00edfica Nature en 1948. La estimaci\u00f3n sobre la existencia de la energ\u00eda electromagn\u00e9tica qued\u00f3 confirmada cuando, dieciocho a\u00f1os despu\u00e9s, Penzias y Wilson lograron identificarla, calculando que esta comportaba una temperatura de 2,7\u00b0K.<\/p>\n

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La teor\u00eda del Big Bang<\/a> es capaz de explicar la expansi\u00f3n del universo, la existencia de una radiaci\u00f3n de fondo c\u00f3smica y la abundancia de n\u00facleos ligeros como el helio, el helio-3, el deuterio<\/a> y el litio-7, cuya formaci\u00f3n se predice que ocurri\u00f3 alrededor de un segundo despu\u00e9s del Big Bang<\/a>, cuando la temperatura reinante era de 1010<\/sup> K.<\/p>\n

La demostraci\u00f3n hecha por Hubble<\/a>, como la comprobaci\u00f3n de la temperatura de la radiaci\u00f3n de fondo que realizaron Penzias y Wilson, dieron cabida para que desde la d\u00e9cada de los 50 surgiera una aceptaci\u00f3n mayoritariamente generalizada de la hip\u00f3tesis de que el universo hab\u00eda tenido su comienzo en la explosi\u00f3n de un \u00e1tomo primigenio (Big Bang<\/a>); que las enormes densidades y las altas temperaturas al principio del tiempo y del espacio pudieron haber borrado la distinci\u00f3n entre materia y energ\u00eda (Big Squeeze), y que de ese guiso materia energ\u00eda se habr\u00eda generado la energ\u00eda radiante. Luego, mientras el universo comenzaba a expandirse y a enfriarse, la primera materia en emerger lo habr\u00eda hecho en forma de part\u00edculas elementales: protones<\/a>, neutrones<\/a> y electrones<\/a> constituyendo lo que se ha llamado \u00abylem\u00bb, un t\u00e9rmino tomado de Arist\u00f3teles, para esta materia primordial. Posteriormente, a medida que se enfriaba y se hac\u00eda menos denso el \u00abylem\u00bb y se reduc\u00eda la radiaci\u00f3n de alta energ\u00eda, los neutrones<\/a> existentes empezaron a combinarse con protones<\/a>, form\u00e1ndose los n\u00facleos at\u00f3micos. Los protones<\/a> solitarios atra\u00edan a los electrones<\/a> para crear \u00e1tomos de hidr\u00f3geno, y los n\u00facleos m\u00e1s pesados reun\u00edan tambi\u00e9n sus complementos m\u00e1s grandes de electrones<\/a>. El Big Squeeze pudo haber sido el crisol de todos los elementos observados hoy en el universo. En esto hay que consignar que diferentes investigaciones de laboratorio han concluido que lo inmediatamente anterior descrito ocurri\u00f3 dentro de los primeros minutos de la expansi\u00f3n c\u00f3smica donde se constituy\u00f3 un proceso igual que la alquimia: En el ylem, una sustancia era transformada en otra.<\/p>\n

Pero esta cuesti\u00f3n del ylem, tambi\u00e9n dio cabida a la idea de un universo pulsante. Pero junto con ganar la aceptaci\u00f3n generalizada de los que hacen ciencia la hip\u00f3tesis del Big Bang<\/a> como descripci\u00f3n del origen del universo, tambi\u00e9n ha sabido gozar en los a\u00f1os, desde la presentaci\u00f3n de sus enunciados, de serios grupos de cient\u00edficos retractores, a los que en el pasado se les llam\u00f3 \u00abmalditos\u00bb y que ahora son distinguidos como heterodoxos.<\/p>\n

Es indudable que por mucho que nos adentremos en el Big Bang<\/a>, hay siempre materia presente. \u00bfC\u00f3mo comprender, pues, el punto mismo del origen? \u00bfDe d\u00f3nde procede la materia del universo? \u00bfHay fallas en las leyes de la f\u00edsica que nos impulsen a remplazarlas o a adoptar una actitud m\u00edstica?<\/p>\n

La primera hip\u00f3tesis competidora a la del Big Bang<\/a> apareci\u00f3, casi paralelamente, con la publicaci\u00f3n de los enunciados de \u00e9sta y sus puertas fueron abiertas, pr\u00e1cticamente, por algunas dificultades que el Big Bang<\/a> presentaba para explicar hechos que eran observados.<\/p>\n

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La materia sali\u00f3 de ese clima de enormes temperaturas ahora inimaginables y, durante varias etapas o eras (de la radiaci\u00f3n, de la materia, hadr\u00f3nica y bari\u00f3nica\u2026 llegamos al momento presente habiendo descubierto muchos de los secretos que, el Universo guardaba celosamente para que, nosotros, los pudi\u00e9ramos desvelar con algunas dificultades.<\/p>\n

Una de esas dificultades, y que de la cual los propios autores estaban conscientes, es la que tiene que ver con la s\u00edntesis de los elementos. Gamow y su ayudante Ralph Alpher en su exploraci\u00f3n de la s\u00edntesis de los elementos se encontraron con un importante obst\u00e1culo a explicar por la hip\u00f3tesis que hab\u00edan presentado. Por mucho que lo intentaran, no pod\u00edan explicar la creaci\u00f3n de elementos m\u00e1s pesados que el helio-4, un is\u00f3topo muy estable que se niega a aceptar a dar part\u00edculas, y as\u00ed generar \u00e1tomos sin peso. De todas maneras, en el momento en que fue creado el helio-4 –a los pocos minutos del comienzo de la expansi\u00f3n–, el cocimiento c\u00f3smico de part\u00edculas ten\u00eda que haberse hecho tan tenue que las colisiones no debieron producirse tan frecuentes como para generar los elementos m\u00e1s pesados.<\/p>\n

Otro problema que presentaba la hip\u00f3tesis de Gamow y que a\u00fan sigue siendo un tema permeable en la actualidad, pese a que en el pasado ya fue soslayada, es la que tiene que ver con la edad del universo. Aparece este problema cuando la expansi\u00f3n observada del universo fue utilizada para estimar la cantidad de tiempo que hab\u00eda transcurrido desde el momento de la creaci\u00f3n. La edad a la cual se conclu\u00eda era significativamente inferior a la que se hab\u00eda logrado establecer por los ge\u00f3logos para la Tierra haciendo uso de los is\u00f3topos de plomo para datar las rocas. Las observaciones de la \u00e9poca mostraban una edad de aproximadamente 1.800 millones de a\u00f1os para el universo y de 4.000 millones de a\u00f1os de edad para la Tierra; o sea, toda una singularidad<\/a>.<\/p>\n

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Mucho es lo que hemos tenido que estudiar y obervar para ir conociendo el Universo que nos acoge y, desde luego, la materia que lo puebla y c\u00f3mo se conforman los \u00e1tomos de esas part\u00edculas que hemos sabido clasificar por familias y cuyos nombres han llegado a ser tan familiares que, decir prot\u00f3n<\/a>, neutr\u00f3n<\/a> o electr\u00f3n<\/a> es algo cotidiano y hasta amigable.<\/p>\n

A pesar de su \u00ednfima dimensi\u00f3n, los nucleones<\/a> se unen a los electrones<\/a> para formar los \u00e1tomos y, estos a su vez, son los que forman la materia que conforman las Galaxias del Universo y todos los demos objetos que podemos observar.<\/p>\n

Miremos ahora al rev\u00e9s. La masa del universo est\u00e1 concentrada casi por entero en los nucleones<\/a> que contiene. Los nucleones<\/a> son part\u00edculas diminutas y hacen falta 6\u00d7<\/strong>1023 <\/sup>de ellas para formar una masa equivalente a un gramo.<\/p>\n

Pues bien, si 6\u00d72023<\/sup> nucleones<\/a> hacen 1 g, y si hay 2\u00d7<\/strong>1055<\/sup> g en el universo, entonces el n\u00famero total de nucleones<\/a> en el universo podr\u00eda ser de 6\u00d7<\/strong>1023<\/sup>\u00d7<\/strong>2\u00d71055<\/sup> \u00f3 12\u00d7<\/strong>1078<\/sup>, que de manera m\u00e1s convencional se escribir\u00eda 1,2\u00d7<\/strong>1079<\/sup>.<\/p>\n

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Los astr\u00f3nomos opinan que el 90 por 100 de los \u00e1tomos de universo son hidr\u00f3geno, el 9 por 100 helio y el 1 por 100 elementos m\u00e1s complejos.\u00a0 Una muestra de 100 gramos, o mejor 100 \u00e1tomos, consistir\u00eda entonces en 90 \u00e1tomos de hidr\u00f3geno, 9 de helio y 1 de ox\u00edgeno (por ejemplo). Los n\u00facleos de los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno contendr\u00edan 1 nucle\u00f3n<\/a> cada uno: 1 prot\u00f3n<\/a>. Los n\u00facleos de los \u00e1tomos de helio contendr\u00edan 4 nucleones<\/a> cada uno: 2 protones<\/a>\u00a0 y 2 neutrones<\/a>. El n\u00facleo del \u00e1tomo de ox\u00edgeno contendr\u00eda 16 nucleones<\/a>: 8 protones<\/a> y 8 neutrones<\/a>. Los 100 \u00e1tomos juntos contendr\u00edan, por tanto, 145 nucleones<\/a>: 116 protones<\/a> y 26 neutrones<\/a>.<\/p>\n

Existe una diferencia entre estos dos tipos de nucleones<\/a>. El neutr\u00f3n<\/a> no tiene carga el\u00e9ctrica y no es preciso considerar ninguna part\u00edcula que lo acompa\u00f1e. Pero el prot\u00f3n<\/a> tiene una carga el\u00e9ctrica positiva, y como el universo es, seg\u00fan creemos, el\u00e9ctricamente neutro en su conjunto, tiene que existir un electr\u00f3n<\/a> (con carga el\u00e9ctrica negativa) por cada prot\u00f3b, creando as\u00ed el equilibrio existente.<\/p>\n

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La grandeza de nuestro Universo tiene su origen en las min\u00fasculas part\u00edculas que conforman la materia, en las interacciones fundamentales\u00a0que rigen las leyes y, en las constantes universales que indican c\u00f3mo deben ser las cosas: la velocidad de la luz, la masa del electr\u00f3n<\/a>, la constante de estructura fina\u2026 De las dem\u00e1s part\u00edculas, las \u00fanicas que existen en cantidades importantes en el universo son los fotones<\/a>, los neutrinos<\/a> y posiblemente los gravitones<\/a>, pero son part\u00edculas sin masa.<\/p>\n

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Una historia que circula por Internet desde hace muchos a\u00f1os cuenta que nuestro Sol forma parte de las Pl\u00e9yades, que son un grupo de estrellas muy j\u00f3venes que se encuentran a 450 a\u00f1os luz de la Tierra y que pertenecen a la constelaci\u00f3n de Tauro. Este grupo de estrellas gira alrededor de Alcyon, la estrella m\u00e1s grande del grupo. El Sol tardar\u00eda 24.000 a\u00f1os en completar una \u00f3rbita completa alrededor de Alcyon. Alrededor de esta estrella existir\u00eda un anillo de fotones<\/a> que ser\u00eda atravesado dos veces por el Sol en cada \u00f3rbita, tardando cada vez 2000 a\u00f1os. Durante estos 2.000 a\u00f1os nuestro planeta estar\u00e1 continuamente bajo una iluminaci\u00f3n omnidireccional permanente, que no producir\u00e1 sombras. Los efectos de esta radiaci\u00f3n fot\u00f3nica ser\u00edan entre otros el de la aparici\u00f3n de una nueva glaciaci\u00f3n, disminuci\u00f3n de la velocidad de rotaci\u00f3n de la Tierra y cambio del eje de rotaci\u00f3n.<\/p>\n

Nadie sabe de d\u00f3nde vino la sustancia del universo, no siempre la ciencia puede dar respuesta a todo, es la manera de regular los sistemas para obtener respuestas tras el duro trabajo del estudio, la investigaci\u00f3n y el experimento. Hasta el momento nos falta informaci\u00f3n para contestar, no s\u00f3lo esa pregunta, sino muchas otras que, como \u00bfqu\u00e9 es y de d\u00f3nde sale la “materia oscura<\/a>”? -si es que realmente existe-, \u00bfqu\u00e9 es realmente una singularidad<\/a>? -si es que eso existe-, \u00bfd\u00f3nde est\u00e1n los bosones<\/a> de higgs? -si realmente est\u00e1n-, y, tantas otras preguntas sin respuestas…\u00a1de momento!<\/p>\n

Claro que, nuestra imaginaci\u00f3n no tiene l\u00edmites y hasta hemos pensado en la posible existencia de la materia extra\u00f1a. La Hip\u00f3tesis de estrella de Quarks (EQs) podr\u00edan responder a muchos interrogantes surgidos a partir de observaciones astrof\u00edsicas que no coinciden con los modelos can\u00f3nicos te\u00f3ricos de las Estrellas de Neutrones ( ENs ). Decimos que son hipot\u00e9ticas porque se conjetura que estar\u00edan formadas por Materia Extra\u00f1a ( ME ). La comunidad astrof\u00edsica espera evidencias observacionales que permitan diferenciarlas de las ENs, ya que podr\u00edan explicar un conjunto de observaciones astron\u00f3micas que a\u00fan resultan una inc\u00f3gnita. Es sabido que una EN es el remanente del colapso de una estrella masiva. El colapso de la estrella, la supernova, da lugar a un n\u00facleo compacto hiperdenso de hierro y otros metales pesados que sigue comprimi\u00e9ndose y calent\u00e1ndose. Su densidad contin\u00faa aumentando, dando lugar a una \u201cneutronizaci\u00f3n\u201c (recombinaci\u00f3n de electrones<\/a> con protones<\/a> que resultan en neutrones<\/a>) y el gas degenerado de neutrones<\/a> frena el colapso del remanente.<\/p>\n

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Una EQ, a diferencia de una EN, no se originar\u00eda necesariamente de una evoluci\u00f3n estelar despu\u00e9s del agotamiento del combustible nuclear de una estrella normal. Ser\u00eda, probablemente, producto de la transici\u00f3n de fase hadr\u00f3n-quark a alt\u00edsima densidad. La Cromodin\u00e1mica Cu\u00e1ntica (CDC), la Teor\u00eda de las Interacciones Fuertes que ocurren dentro de los nucleones<\/a>\u00a0 (protones<\/a> y neutrones<\/a>), concibe te\u00f3ricamente la idea de la transici\u00f3n de fase hadr\u00f3n-quark a temperaturas y\/ o densidades extremadamente altas con el consecuente desconfinamiento de quarks<\/a> y gluones<\/a>, que formar\u00edan una especie de \u201csopa \u201c. Sin embargo, los quarks<\/a> libres no se han encontrado a\u00fan, en uno u otro l\u00edmite, en ning\u00fan experimento terrestre.<\/p>\n

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La \u201csopa\u201c que mencionamos antes, se conoce como Plasma Quark-Glu\u00f3n ( PQG ). En el l\u00edmite de altas temperaturas, el PQG est\u00e1 tratando de obtenerse en el laboratorio y existen fuertes indicios de que se logre con \u00e9xito experimentos de altas energ\u00edas como el Colisionador Relativista de Iones Pesados (conocido por sus siglas en ingles como RHIC) de Brookhaven, New York.<\/p>\n

Por otro lado, se espera que a trav\u00e9s de observaciones astron\u00f3micas se compruebe que la transici\u00f3n a altas densidades se hubiese producido en el interior de alguna EN. Esto se debe a que los valores de densidades estimados para que dicha transici\u00f3n tuviese lugar coinciden con densidades del orden de (3 exp.\u00a0\u2013 12) \u03c10 (siendo \u03c10 \u0303 0, 17 fm\u02c9 \u00b3 la densidad de equilibrio nuclear) que son t\u00edpicas del interior de las ENs. Los c\u00e1lculos basados en diferentes ecuaciones de estado de la materia nuclear muestran estos resultados, por lo que ser\u00eda razonable que el n\u00facleo de las ENs estuviese formado por materia de quarks<\/a>.<\/p>\n

Recientemente, la relaci\u00f3n entre campo magn\u00e9ticos y materia densa est\u00e1 atrayendo la atenci\u00f3n de los astrof\u00edsicos, especialmente despu\u00e9s de las observaciones de emisiones peculiares de pulsares an\u00f3malos de rayos X<\/a>, que se interpretan como ENs en rotaci\u00f3n, y de emisiones de radiaci\u00f3n \u03b3 de baja energ\u00eda de los llamados repetidores de rayos \u03b3 suaves ( SGRs \u2013 so\u0192t gamma-ray repeaters ). El motor central de esas radiaciones podr\u00eda ser un campo magn\u00e9tico mayor que 4 x 10\u00b9\u00b3 Gauss, que es el campo cr\u00edtico previsto por la Electrodin\u00e1mica Cu\u00e1ntica.<\/p>\n

Muchas observaciones astron\u00f3micas indirectas s\u00f3lo se explicar\u00edan a trav\u00e9s de la existencia de campos magn\u00e9ticos muy intensos en los n\u00facleos de ENs\u00a0 en EQs, de manera que el papel que juega el campo magn\u00e9tico en la ME a\u00fan constituye un problema abierto y de sumo inter\u00e9s en la Astrof\u00edsica.<\/p>\n

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En particular, en un trabajo reciente, se ha analizado la ME considerando neutralidad de carga, equilibrio \u03b2 y conservaci\u00f3n del n\u00famero bari\u00f3nico. En dicho trabajo se obtuvo una cota superior para el valor del campo magn\u00e9tico que determina una transici\u00f3n de fase cuya explicaci\u00f3n requiere ser estudiada en profundidad ya que ser\u00eda independiente de la interacci\u00f3n fuerte entre los quarks<\/a>. Tambi\u00e9n se ha comprobado que la presencia de de campos magn\u00e9ticos intensos favorece la estabilidad de la ME.<\/p>\n

Por otro lado, estudios te\u00f3ricos han demostrado que si la materia es suficientemente densa, la materia de quark<\/a> deconfinada podr\u00eda estar en un estado superconductor de color. Este estado estar\u00eda formado por pares de quarks<\/a>, an\u00e1logos a los pares de Cooper (constituidos por electrones<\/a>) existentes en los superconductores ordinarios.<\/p>\n

Los quarks<\/a>, a diferencia de los electrones<\/a>, poseen grados de libertad asociados con el color, el sabor y el esp\u00edn<\/a>. Por este motivo, dependiendo del rango de densidades en el cual estamos trabajando, algunos patrones de apareamiento pueden verse favorecidos generando la aparici\u00f3n de distintas fases superconductoras de color. Seg\u00fan estudios te\u00f3ricos, la fase superconductora m\u00e1s favorecida a densidades extremadamente altas ser\u00eda la Color Flavor Locked (CFL), en la cual los quarks<\/a> u, d y s poseen igual momento de Fermi<\/a>, y en el apareamiento participan los tres colores y las dos proyecciones de esp\u00edn<\/a> de cada uno de ellos. Estudios recientes sobre la fase CFL han incluido los efectos de campos magn\u00e9ticos intensos, obteniendo que bajo determinadas condiciones el gas superconductor, que corresponde a la separaci\u00f3n entre bandas de energ\u00eda en el espectro fermi\u00f3n<\/a>ico, crece con la intensidad del campo. A esta fase se la llama Magnetic Color Flavor Locked (MCFL).<\/p>\n

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Son muchos los misterios quen contiene el Universo y, nosotros, debemos recorrer los caminos para desvelarlos. Estamos siempre a la b\u00fasqueda de \u00bfcuerdas? \u00bfbosones<\/a> que proporcionan la masa a las otras part\u00edculas? \u00bfenerg\u00edas de punto cero? \u00bfmater\u00eda de quarks<\/a>?<\/p>\n

En la superconductividad electromagn\u00e9tica usual, un campo magn\u00e9tico suficientemente fuerte destruye el estado superconductor. Para la superconductividad de color no existe a\u00fan un consenso de c\u00f3mo, la presencia del campo magn\u00e9tico, podr\u00eda afectar al apareamiento entre los quarks<\/a>.<\/p>\n

En este trabajo describiremos brevemente la materia extra\u00f1a, con el objetivo de explicar su formaci\u00f3n en el interior de una EN y entender la composici\u00f3n y caracter\u00edsticas de una EQ. Posteriormente, utilizaremos el modelo fenomenol\u00f3gico de bag del Massachussets Institute of Technology (MIT) para encontrar las ecuaciones de estado de la ME en condiciones determinadas, comprobando la estabilidad de la misma, frente a la materia de quarks<\/a> ordinaria formada s\u00f3lo por quarks<\/a> u y d. Presentaremos, adem\u00e1s, algunas candidatas posibles a EQs seg\u00fan observaciones astrof\u00edsicas. Por \u00faltimo, trataremos de entender la superconductividad de color y la influencia del campo magn\u00e9tico intenso en las fases superconductoras.<\/p>\n

Uno de los mayores logros alcanzados por los f\u00edsicos en el \u00faltimo siglo, fue la construcci\u00f3n del Modelo Est\u00e1ndar en la f\u00edsica de part\u00edculas elementales. Este modelo sostiene que la materia en el Universo est\u00e1 compuesta por fermiones<\/a>,\u00a0 divididos en quarks<\/a> y leptones<\/a>, que interact\u00faan a trav\u00e9s de los llamados bosones<\/a> de calibre: el fot\u00f3n<\/a> (interacci\u00f3n electromagn\u00e9tica), los bosones<\/a> W\u00b1 y Z\u00ba (interacci\u00f3n d\u00e9bil), y 8 tipos de gluones<\/a> (interacci\u00f3n fuerte). Junto con los bosones<\/a> de calibre, existen tres generaciones de fermiones<\/a>: ( v e, e ), u, d ); ( v\u00b5, \u00b5 ), ( c, s ) ; ( v\u2026.); y sus respectivas antipart\u00edculas. Cada \u201c sabor \u201c de los quark<\/a>, up ( u ), down ( d ), charme ( c ), strange ( s , top ( t ) y bottom ( b), tiene tres colores ( el color y el sabor son n\u00fameros cu\u00e1nticos ). La part\u00edcula que a\u00fan no ha sido descubierta experimentalmente es el boson de Higgs<\/a>,\u00a0 que cabe suponer ser\u00eda responsable del origen de la masa de las part\u00edculas.<\/p>\n

En 1971 A.R. Bodmer propuso que la ME es m\u00e1s estable que el Fe, que es el m\u00e1s estable de todos los n\u00facleos ordinarios. Por lo tanto, seg\u00fan su hip\u00f3tesis, la ME constitu\u00eda el estado m\u00e1s fundamental de la materia. En la Naturaleza, la presencia de n\u00facleos at\u00f3micos ordinarios. Por lo tanto, seg\u00fan su hip\u00f3tesis, la ME constitu\u00eda el estado m\u00e1s fundamental de la materia. En la Naturaleza, la presencia de n\u00facleos at\u00f3micos ordinarios no se halla en contradicci\u00f3n con la mayor estabilidad que presenta la ME. Esto se debe a que la conversi\u00f3n de un n\u00facleo at\u00f3mico en ME, requiere que se transformen quarks<\/a> u y d en quarks<\/a> extra\u00f1os s. La probabilidad de que esto ocurra involucra una transici\u00f3n d\u00e9bil que hace que los n\u00facleos con peso at\u00f3mico A \u2265 6 sean estables por m\u00e1s de 10 exp60. A\u00f1os. De manera que si la hip\u00f3tesis de la ME fuera correcta, estar\u00edamos en presencia del estado m\u00e1s estable de la materia hadr\u00f3nica y para su formaci\u00f3n se necesitar\u00eda un ambiente rico en quarks<\/a>\u00a0 s o la formaci\u00f3n de un PQG, Como ya mencionamos, podr\u00edamos alcanzar dicho estado en las colisiones de iones pesados relativistas, segundos despu\u00e9s del Big Bang<\/a> en el Universo primordial y en el interior de las Ens.<\/p>\n

\u00bfSe podr\u00eda dar la Formaci\u00f3n de Materia Extra\u00f1a en una Estrella de Neutrones?<\/strong><\/p>\n

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Inmediatamente despu\u00e9s de la transici\u00f3n de fase hadr\u00f3nquark en el interior de la estrella, no existe una configuraci\u00f3n de equilibrio qu\u00edmico entre los quarks<\/a>.\u00a0 Esto puede entenderse de la siguiente forma: en el punto de transici\u00f3n, la materia bari\u00f3nica predominante son los quarks<\/a> u y d con una peque\u00f1a cantidad de electrones<\/a>.\u00a0 As\u00ed, la densidad del quark<\/a> d es aproximadamente dos veces la densidad del quark<\/a> u, Nd ~ 2Nu, debido al hecho de que la materia en las estrellas compactas es el\u00e9ctricamente neutra. Por el principio de exclusi\u00f3n<\/a> de Pauli, ser\u00eda energ\u00e9ticamente m\u00e1s favorable para los quarks<\/a> d decaer en quarks<\/a> s hasta restablecer el equilibrio entre sabores v\u00eda interacciones d\u00e9biles. Dado que la densidad bari\u00f3nica de la materia de quarks<\/a> en el interior de la estrella ser\u00eda ~ 5\u03c10, los potenciales qu\u00edmicos de los quarks<\/a> deber\u00edan ser grandes respecto de las masas. Esto implicar\u00eda que las densidades de los quarks<\/a> fueran pr\u00e1cticamente iguales. De esta forma, la configuraci\u00f3n m\u00e1s estable en el interior de la EN, ser\u00eda un n\u00facleo de ME con una densidad bari\u00f3nica Nb = Ni ( i= u , d, s ). Si el interior de una EN estuviese compuesto por ME, cabe entonces preguntarnos: \u00bfpodr\u00eda transformarse una EN en una EQ?<\/p>\n

EQs: Formaci\u00f3n y caracter\u00edsticas:<\/strong><\/p>\n

Para los astr\u00f3nomos ha quedado bien establecido que el remanente estelar despu\u00e9s de la explosi\u00f3n de una supernova podr\u00eda resultar ser una\u00a0 Enana Blanca, una En o un Agujero Negro, dependiendo de la masa de la estrella de origen. Observaciones astron\u00f3micas recientes sugieren un remanente a\u00fan m\u00e1s ex\u00f3tico: las EQs. La idea de la existencia de estas estrellas apareci\u00f3 en 1969, cinco a\u00f1os despu\u00e9s de la predicci\u00f3n de Gell- Mann de la existencia de los quarks<\/a>. En el a\u00f1o 1984, Farhi y Jaffe, bas\u00e1ndose en el modelo de bag del MIT, mostraron en sus c\u00e1lculos que la energ\u00eda por bari\u00f3n<\/a> de la ME era menor que la del n\u00facleo at\u00f3mico m\u00e1s estable, el Fe. Esto daba mayor solidez a la hip\u00f3tesis de Bodmer- Witten e inmediatamente se comenzaron a desarrollar modelos te\u00f3ricos de Eqs. En el a\u00f1o 2002, el Observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, report\u00f3 el descubrimiento de dos estrellas candidatas a ser Eqs.<\/p>\n

Para que una EN se transforme en una EQ pura, necesitamos alg\u00fan mecanismo mediante el cual su densidad aumente cada vez m\u00e1s. Pensemos, por ejemplo, que la EN forma parte de un sistema binario. Para considerar que dos estrellas est\u00e1n en un sistema binario, debe analizarse su proximidad comparando el tama\u00f1o de las mismas con el radio del l\u00f3bulo de Roche, que es la regi\u00f3n que define el campo de la acci\u00f3n gravitatoria de una estrella sobre otra.<\/p>\n

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Si el radio de cada estrella es menor que el l\u00f3bulo de Roche, las estrellas est\u00e1n desconectadas. Por el contrario, si una de ellas llena el l\u00f3bulo de Roche, el sistema es semiconectado y la materia puede fluir a trav\u00e9s del punto de Lagrange interno. El potencial gravitatorio de un sistema binario se consume la masa de la estrella compa\u00f1era. Cuando la masa de la EN alcanza el valor de ~2 M\u00a0 (M corresponde a la masa solar), sufre un colapso gravitatorio, pudi\u00e9ndose transformar en una EQ.<\/p>\n

\u00bfPodr\u00eda el colapso de una supernova dar origen a la formaci\u00f3n de una EQ? Esta pregunta nos conduce a otra hip\u00f3tesis te\u00f3rica acerca de la formaci\u00f3n de la EN, hay conservaci\u00f3n del momento angular. La proto-estrella de neutrones<\/a> tiene una fracci\u00f3n peque\u00f1a de su radio original, que era el de la supernova, por lo que su momento de inercia se reduce bruscamente. Como resultado, la EN se forma con una alt\u00edsima velocidad de rotaci\u00f3n\u00a0 que disminuye gradualmente. Los per\u00edodos de rotaci\u00f3n se hacen cada vez m\u00e1s largos debido a la p\u00e9rdida de energ\u00eda rotacional por la emisi\u00f3n de vientos de electrones<\/a> y positrones y de la radiaci\u00f3n bipolar\u00a0 electromagn\u00e9tica. Cuando la alta frecuencia de rotaci\u00f3n o el campo electromagn\u00e9tico alcanzan un valor cr\u00edtico, la EN se transforma en un pulsar que emite pulsos del orden de los milisegundos. Debido a la enorme fuerza centr\u00edfuga en estos objetos, la estructura interna se modifica, pudiendo alcanzar una densidad cr\u00edtica<\/a> por encima de la que corresponde a la transici\u00f3n de fase hadr\u00f3n-quark. En estas condiciones, la fase de materia nuclear relativamente incomprensible se convertir\u00eda en la fase de ME, m\u00e1s comprensible, cuyo resultado final ser\u00eda la aparici\u00f3n de una EQ.<\/p>\n

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La identificaci\u00f3n de una EQ requiere se\u00f1ales observacionales consistentes. Con esto nos referimos a propiedades f\u00edsicas de la estrella tales como su masa m\u00e1xima, radio, per\u00edodo m\u00ednimo de rotaci\u00f3n, enfriamiento por emisi\u00f3n de neutrinos<\/a>. Todas estas propiedades dependen de una \u00fanica ecuaci\u00f3n de estado para la materia densa de quarks<\/a> que a\u00fan no ha sido completamente establecida. Sin embargo, existe un rango de valores aceptados para las cantidades antes mencionadas, con base en datos observacionales recientes, que marcar\u00edan importantes diferencias entre las posibles Eqs y los dem\u00e1s objetos compactos.<\/p>\n

Un rasgo caracter\u00edstico de las Eqs es que la materia no se mantendr\u00eda unida por la atracci\u00f3n \u00a0gravitacional, como ocurre en las Ens, sino que ser\u00eda consecuencia directa de la interacci\u00f3n fuerte entre los quarks<\/a>. En este caso, la estrella se dice autoligada. Esto implica una diferencia sustancial entre las ecuaciones de estado para las dos clases de estrellas. Las correcciones perturbativas a la ecuaci\u00f3n de estado de la materia de quarks<\/a> y los efectos de superconductividad de color complican aun m\u00e1s este punto. Otra caracter\u00edstica para poder diferenciar las Eqs de las Ens es la relaci\u00f3n entre su masa M y el radio R. Mientras que para una EQ, M ~ R\u00b3. De acuerdo con esta relaci\u00f3n, las Eqs tendr\u00edan radios m\u00e1s peque\u00f1os que los que usualmente se le atribuyen a las Ens. Adem\u00e1s, las Eqs violar\u00edan el llamado l\u00edmite de Eddington. Arthur Eddington (1882-1994) observ\u00f3 que las fuerzas debido a la radiaci\u00f3n y a la gravitaci\u00f3n de las estrellas normales depend\u00edan del inverso del cuadrado de la distancia. Supuso, entonces, que ambas fuerzas pod\u00edan estar relacionadas de alg\u00fan modo, compens\u00e1ndose para que la estrella fuera m\u00e1s estable. Para estrellas de alt\u00edsima masa, la presi\u00f3n de radiaci\u00f3n es la dominante frente\u00a0 a la gravitatoria. Sin embargo, deber\u00eda existir una presi\u00f3n de radiaci\u00f3n m\u00e1xima para la cual la fuerza expansiva debido a la radiaci\u00f3n se equilibrara con la gravedad local. Para una estrella normal, el l\u00edmite de Eddington est\u00e1 dado por una ecuaci\u00f3n que omito para no hacer m\u00e1s complejo el tema.<\/p>\n

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Para cualquier valor de radiaci\u00f3n que supere este l\u00edmite, no habr\u00e1 equilibrio hidrost\u00e1tico, causando la p\u00e9rdida de masa de la estrella normal. El mecanismo de emisi\u00f3n en una EQ producir\u00eda luminosidades por encima de dicho l\u00edmite. Una posible explicaci\u00f3n a este hecho ser\u00eda que la EQ es autoligada y por lo tanto su superficie alcanzar\u00eda temperaturas alt\u00edsimas con la consecuente emisi\u00f3n t\u00e9rmica.<\/p>\n

Por otro lado, una alternativa para explicar algunas observaciones de destellos de rayos \u03b3, ser\u00eda suponer que las emisiones provienen de Eqs con radios R ~ 6 km, valores demasiados peque\u00f1os si pens\u00e1ramos que los destellos provienen de ENs.<\/p>\n

En esta \u00faltima parte, hemos presentado algunas caracter\u00edsticas de las Eqs que las diferenciar\u00edan de las Ens. Futuras evidencias experimentales y observacionales nos permitir\u00edan saber si las Eqs realmente existen en la naturaleza.<\/p>\n

\u00a1El Universo! \u00a1Es tan grande y maravilloso! \u00a1Nos queda tanto por descubrir!<\/p>\n

emilio silvera<\/p>\n

Muchas han sido las fuentes consultadas entre las que cabr\u00eda destacar la Revista de la RSEF.<\/p>\n


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\u201cEn Cosmolog\u00eda, las condiciones\u00a0 \u201ciniciales\u201d raramente son absolutamente iniciales, pues nadie sabe como calcular el estado de la materia y el espacio-tiempo antes del Tiempo de Planck, que culmin\u00f3 alrededor de 10-43 de segundo Despu\u00e9s del Comienzo del Tiempo.\u201d El tiempo de Planck es una unidad de tiempo considerada como el intervalo temporal m\u00e1s peque\u00f1o […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_s2mail":"yes","footnotes":""},"categories":[9],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2215"}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2215"}],"version-history":[{"count":0,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2215\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2215"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2215"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2215"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}