Un modelo matemático nos dice que es factible viajar en el Tiempo

He creído que no estaría mal hacer un viaje al pasado para asomarnos a los acontecimientos que tuvieron lugar para que, ahora, estemos nosotros aquí. Al buscar cómo lo podría hacer para que fuese reducido y didáctico, caí en la cuenta de que, en el Libro de Timothy Ferris, La Aventura del Universo, al final, viene una recopilación de los hechos del pasado a partir del Comienzo del Tiempo, es decir, cuando tuvo lugar el Big Bang.

Así que, creyéndolo de interés aquí lo dejo, con algunas imágenes, un repaso, y, una serie de datos que han sido acumulados (unos atienden a hechos reales y otros, son el fruto de teorías derivadas del estudio y la observación) para formar parte del saber científico que atesoramos.

La fecha (el Tiempo) y los acontecimientos notables que en cada período de produjeron

Antes del Tiempo Cero

– En el momento cero: Origen del Tiempo, el espacio y la energía del universo que conocemos.

– 10^-43 de segundo GCT (Después del Comienzo del Tiempo): Fin de la época de Planck; la radiación gravitatoria sale del equilibrio térmico con el resto del Universo.

– 10^-34 de segundo: El universo, en un estado de vacío, empieza a “inflarse”, esto es, expandirse a una tasa exponencial de unas 10⁵⁰ veces la tasa actual de expansión.

– 10^-30 de segundo: Termina la época inflacionaria; las partículas se arrojan fuera del vacío.

– 10^-11 de segundo: La transición de fase de la ruptura de la simetría escinde la fuerza electro-débil en la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear débil.

– 10^-6 – 10^-5 de segundo: Los Quarks y anti-quarks cesan su aniquilación mutua. Los supervivientes se unen en tríos para formar protones y neutrones, los componentes de todos los futuros núcleos atómicos.

– 10^-4 de segundo: El Universo tiene 1/10.000 de segundo de antigüedad. La constante captura de electrones y positrones convierte los neutrones en protones y a la inversa. Como se requiere un poco más de energía para hacer neutrones que protones, el proceso deja el universo con cincuenta veces más protones que neutrones.

-10^-2 de segundo: Partículas de materia y de energía interaccionan en equilibrio térmico.

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– 325 d. C.: Eusebio, que presidió el Concilio de Nicea convocado por el Emperador Constantino, calcula que el mundo fue creado 3.184 años antes del nacimiento de Abraham.

– 400: Comienza la Edad Media; en Occidente, la Ciencia queda aletargada.

– 455: Los vándalos saquean Roma.

– 963: Al-Sufi, en su Libro de las estrellas fijas, menciona las nebulosas.

– 1001: Levi Eriksson llega a Nueva Inglaterra.

– 1276-1292: Marco Polo vive en Hangzhou.

– 1400: El Renacimiento comienza en Europa.

-1492: Colón (re) descubre América.

– 1521: Cortés conquista Tenochtitlan.

– 1522: Los supervivientes de la expedición final de Magallanes completan la circunnavegación del Globo Terrestre.

– 1531: Pizarro llega a Perú.

– 1543: Se publica sobre Las revoluciones de Copérnico.

– 1572: Tycho Brahe ve una nova (o “estrella nueva”) en el cielo, prueba en contra de la teoría de Aristóteles de que el ámbito de las estrellas es inmutable y, por lo tanto, diferente del de la Tierra.

– 1576: Thomas Digges publica en Inglaterra una defensa de la cosmología copernicana, en la que describe las estrellas como distribuidas a través del espacio infinito.

– 1604: Galileo conjetura que los cuerpos caen con un movimiento uniformemente acelerado, anunciando de este modo la primera de las leyes de la dinámica clásica. Kepler y Galileo observan una supernova.

– 1609: Galileo observa, por primera vez, el cielo nocturno a través de un telescopio.

– 1611: Se publica la edición de la Biblia del rey Jaime, que contiene un cálculo de james Ussher, obispo de Armagh, según el cual “el comienzo del tiempo…cae a principios de la noche que precedió al día 23 de octubre del año 4004 a.C”.

– 1616: La Iglesia católica romana prohíbe todos los libros que sostengan que la Tierra se mueve.

– 1639: El tránsito de Venus es observado por dos astrónomos aficionados ingleses.

– 1662: La Royal Society de Londres obtiene la cédula real.

– 1665-1666: Isaac Newton, de veintitrés años de edad, al volver de la universidad, comprende que la fuerza gravitatoria obedece a una leu de la inversa del cuadrado y explica por igual la caída de los cuerpos en la Tierra y el movimiento de la Luna en su órbita.

– 1666: Newton observa el espectro que produce la luz solar cuando se hace pasar por un prisma.

– 1672: La oposición de Marte, observada entre otros por Richer en Cheyenne y Cassini en Paris, lleva a estimar la distancia de la Tierra al Sol en una cifra comprendida entre los 130 y 140 millones de kilómetros, que representa el 90 por ciento del valor correcto.

– 1675: Olaf Römer determina, a partir del estudio de los satélites de Júpiter, que la luz tiene una velocidad finita.

– 1684: Edmond Halley visita a Newton en el Trinity College, y da nueva vida a la investigación que condujo a Newton a escribir los Principia.

– 1686: Bernard de Fontanelle, en sus Entretiens sur la Pluralité des Mondes, populariza la idea de que el universo contiene muchos mundos habitados.

– 1687: Se publica los Principia de Newton.

– 1716: Halley insta a que se observe y se tome el tiempo del futuro tránsito de Venus a fin de triangular las distancias interplanetarias.

– 1718: Halley descubre que las estrellas brillantes Sirio, Aldebarán, Betelgeuse y Arcturus han cambiado de posición en el cielo desde que se compiló el Almagesto de Tolomeo, primera prueba del “movimiento propio” de las estrellas.

– 1719: John Strachey publica notas en Inglaterra sobre los estratos de la región carbonífera de Somerset, primer paso para la creación de la geología como ciencia.

– 1728: James Bradley descubre la aberración de la luz estelar producida por el movimiento de la Tierra.

– 1750-1784: El Astrónomo aficionado francés Charles Messier cataloga decenas de objetos celestes indefinidos que podían ser tomados erróneamente por cometas; muchas resultarán ser cúmulos estelares y nubes de gas interestelares; otros, galaxias externas.

– 1755: Kant conjetura que las nebulosas espirales son galaxias de estrellas.

– 1761-1769: Los tránsitos de Venus observados por expediciones científicas muy dispersas permitieron nuevas determinaciones de la distancia de la Tierra al Sol, la “unidad astronómica”.

– 1765: La Junta Inglesa de la Longitud reconoció a John Harrison como el creador del cronómetro marino, que hizo posible llevar el tiempo con exactitud y determinar la longitud en el mar.

– 1766: Henry Cavendisch identifica el hidrógeno, el elemento más abundante del universo.

– 1781: William Herschel descubre el planeta Urano.

– 1783: Herschel infiere la dirección genral del movimiento del sistema solar en el espacio estudiando el movimiento propio de trece estrellas brillantes.

– 1793: William Smith, un inspector de canales e ingeniero asesor, excavando la región minera del condado de Somerset, halla pruebas de una coherente sucesión de estratos geológicos en toda Inglaterra.

– 1795: La The Theory of the Earth de james Hutton expone una hipótesis uniformista del cambio geológico que se ha producido en el curso de un largo pasado.

– 1800: William Herschel detecta la luz infrarroja.

– 1801: Johan Ritter detecta la luz ultravioleta. Georges Cuvier identifica veintitrés especies de animales extinguidos en el registro fósil, sumiendo en la confusión la doctrina de que todas las especies fueron creadas simultáneamente y son imperecederas.

– 1802: William Wallaston describe líneas espectrales en el espectro del Sol.

– 1814: Joseph Fraunhofer, usando el primer telescopio con red de difracción, redescubre las líneas espectrales solares y las representa en un gráfico, poniendo las bases de la espectroscopia astrofísica.

– 1820: Hans Christian Oersted descubre que la corriente eléctrica produce un campo magnético, iniciando el estudio de la fuerza electromagnética.

– 1823: John Herschel conjetura que las líneas de Fraunhofer pueden indicar la presencia de metales en el Sol.

– 1830: Charles Lyell publica el primer volumen de sus Principles of Geology, presentando pruebas de la teoría uniformista de que es posible explicar el historial geológico en términos de la acción lenta, durante largos períodos, de procesos que prosiguen en el mundo actual.

– 1831: Charles Darwin, con un ejemplar del libro de Lyell en la mano, parte a borde del Beagle para un viaje de cinco años alrededor del mundo.

– 1837: Darwin utiliza los elementos esenciales de su teoría de la evolución por selección natural, pero no publica la teoría hasta pasados veintidós años.

– 1838: Primera medición precisa, mediante paraje, de la distancia de una estrella.

– 1842: Christian Johann Doppler observa que la longitud de onda del sonido u otras emisiones de una fuente en movimiento, parecerá, a un observador inmóvil, de una frecuencia mayor si el objeto se aproxima, y menor si se aleja: es el “Efecto Doppler”.

– 1847: Hermann von Helmholtz expone la ley de conservación de la energía.

– 1849: Jean-León Foucault detecta líneas de emisión espectrales.

– 1850: W. C. Bond hace en Harvard la primera fotografía astronómica, un daguerrotipo de la Luna.

– 1855-1863: Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff  crean los elementos del análisis espectral, mediante el cual es posible comparar los espectros de materiales de laboratorio con los del Sol y las estrellas.

– 1859: Se publica el Origen de las Especies de Darwin.

– 1862: Foucault perfecciona los cálculos sobre la velocidad de la luz.

– 1864: William Huggins obtiene el primer espectro de una nebulosa, y halla que se compone de gas. James Clerk Maxwell publica una teoría unificada de la electricidad y el magnetismo, describiendo ambos como dos aspectos de una misma fuerza electromagnética.

– 1865: Gregor Mendel anuncia los resultados de su investigación en genética, clave reveladora de la persistencia de caracteres inmutables en los seres vivos, un elemento decisivo que faltaba en el darvinismo.

– 1874-1882: Tránsitos de Venus observados con instrumentos nuevos y más precisos, que mejoran las estimaciones de la unidad astronómica.

– 1877: David Gill mide la paralaje de Marte durante su oposición, y deduce que la distancia del Sol es de 148.800.000 kilómetros.

– 1879: Albert Michelson, empleando el principio de Foucault, determina la velocidad de la luz.

– 1883: La red de difracción de Henry Rowland mejora mucho la resolución de espectrógrafos.

– 1884: Jophann Balmer determina la serie armónica de líneas del hidrógeno, iniciando un campo de estudios que llevará a la investigación de las capas electrónicas de los átomos.

– 1887: Albert Michelson y Edward Morley realizan el último y más preciso de una serie de experimentos, los cuales demostraban que el espacio no puede estar lleno de éter que, se pensaba, era el medio para la transmisión de la luz. Su trabajo despejó el terreno para la idea de la contracción de Lorentz.

– 1892: Hendrik Lorentz y George FitzGerald, independientemente, conjeturaron que la contracción de la longitud de las varas de medir a causa de la velocidad explica los resultados experimentales de Michelson y Morley, un concepto esencial en la teoría de la relatividad especial de Einstein.

– 1895: E. E. Bernard fotografía la Vía Láctea y observa que las manchas oscuras son demasiado numerosas para ser espacio vacío, y que deben corresponder a nubes oscuras de materia interestelar.

– 1897: J.J. Thomson descubre el electrón.

– 1898: Marie y Pierre Curie aíslan los elementos radiactivos radio y polonio.

– 1900: Max Planck propone la teoría cuántica de la radiación, base de la física cuántica.

– 1904: Ernest Rutherford señala que la cantidad de helio producida por la desintegración radiactiva de minerales de las rocas podría usarse para medir la edad de la Tierra.

– 1905: Albert Einstein publica la teoría de la relatividad especial, donde indica que las mediciones de espacio y tiempo se distorsionan a altas velocidades y que masa y energía son equivalentes; en otro artículo demuestra que la luz se compone de cuantos (los fotones).

– 1911: Ernest Rutherford demuestra que la mayor parte de la masa de los átomos está contenida en un diminuto núcleo.

– 1912: Henrietta Swan Leavittt descubre una correlación entre la magnitud y el período de variación de las estrellas cefeidas, abriendo la posibilidad de su uso como indicadoras de distancias intergalácticas.

– 1913: Niels Bohr desarrolla la estructura atómica, en la cual dice que los electrones giran alr3ededor del núcleo de un modo similar a como los planetas giran alrededor del Sol. Henry Norris Russell presenta un gráfico de las luminosidades y colores de las estrellas, extendiendo la labor realizada en 1911 por Ejnar Hertzsprung. El Diagrama de Hertzsprung-Russell resultante será fundamental para la comprensión de la evolución de las estrellas.

– 1914: Walter Adams y Arnold Khlschutter determinan la luminosidad de las estrellas sólo mediante sus espectros, haciendo posible estimar las distancias de millones de estrellas distantes.

– 1915: Annie Jump Cannon clasifica las estrellas en categorías según su tipo espectral, un paso importante para discernir un orden subyacente en la diversidad de las estrellas. Arnold Sommerfied perfecciona el modelo del átomo de Bhor.

– 1916: Albert Einstein publica la teoría de la relatividad general, describiendo la gravitación como un efecto de la curvatura del espacio y liberando la cosmología del antiguo dilema del universo finito o universo infinito.

– 1916-1917: Arthur Stanley Eddintong demuestra teóricamente que las estrellas son esferas gaseosas; su obra puso los cimientos de su posterior afirmación de que la contracción gravitatoria no podía ser el mecanismo que da energía a las estrellas.

– 1917: Herbert Curtis y George Rtchey anuncian que han hallado novas (estrellas que aumentan repentina y enormemente de brillo) en la espiral Andrómeda. Difieren las opiniones sobre si esto significa que Andrómeda es una galaxia de estrellas o una nebulosa gaseosa de la que se están formando nuevas estrellas. Vesto Slipher mide grandes corrimientos Doppler en los espectros de espirales, y más tarde se halló que obedecían al movimiento de las galaxias espirales en el universo en expansión.

– 1918: Harlow Shapley demuestra, estudiando las distancias de cúmulos globulares, que el Sol está en el borde de una galaxia de estrellas. El telescopio de de 2,5 metros de Monte Wilson, a la sazón el mayor del mundo, empieza a funcionar.

– 1919: La expedición inglesa para observar el eclipse solar confirma la predicción de Einstein d que el espacio, en un campo gravitatorio, tiene una intensa curvatura.

– 1920: La controversia sobre si las nebulosas espirales son nubes gaseosas o “universos.-islas”, esto es, galaxias, llega a un punto decisivo en un debate entre Heber Curtis y Harlow Shapley.

– 1922: Aleksandr Friedmann demuestra que la relatividad general es compatible con una cosmología del universo en expansión.

– 1923: Cecilia Payne demuestra, mediante espectros solares, que la abundancia relativa de elementos en el Sol es semejante a la de la corteza terrestre.

– 1924: Luis de Broglie desarrolla la teoría ondulatoria de la materia.

– 1925: Max Born, Pascual Jordan y Wernwer Heisenberg desarrollan la mecánica cuántica. Wolfgang Pauli anuncia el Principio de exclusión, esencial para comprender las líneas espectrales de estrellas nebulosas y de cómo las estrellas al final de sus vidas, consiguen en función de su masa (no todas lo consiguen), estabilizarse como estrellas enanas blancas o de neutrones por degeneración de los electrones en las primeras y de los neutrones en las segundas. Si la estrellas es demasiado masiva, ni este principio es capaz de evitar que se convierta en un agujero negro.

– 1926: Eewin Schrödinger propone una teoría del átomo basada en la teoría de la mecánica ondulatoria.

– 1927: Jan Oort detecta pruebas de la rotación de la Vía Láctea, examinando la velocidad radial de las estrellas. Georges Lemaítre publica una cosmología del universo en expansión. Werner Heisenberg descubre el principio de incertidumbre o e Indeterminación cuántico.

1927-1929: Se desarrolla la teoría de la electrodinámica cuántico-relativista.

A partir de 1928, se suceden los trabajos y predicciones de George Gamow, llegan las ecuaciones de Dirac y su predicción de la existencia del positrón, Hubble anunció la relación entre el corrimiento al rojo en los espectros de las galaxias y sus distancias más lejanas cada vez, Pauli predice la existencia del neutrino para explicar la masa perdida en la desintegración Beta, Chadwick descubre el neutrón y Anderson el positrón de Dirac y, así, muchos nuevos descubrimientos se sucedieron hasta llegar al LHC.

Ahora, seguimos avanzando pero cada vez más rápidamente, toda vez que los conocimientos adquiridos nos posibilitan para llegar más lejos en el conocimiento de esos fascinantes “univeros” de lo micro y lo macroscópico. Ahora queremos llegar al corazón de la Naturaleza misma y profundizar hasta más allá del límite de Planck, donde podremos ver, lo que pasó en aquellas primeras fracciones de segundo, cuando comenzó el big bang y, también, queremos saber si la materia, además de Quarks y Leptones, lleva algún otro ingrediente.

De los avances que se avecinan sólo podemos decir que serán, propicios para el asombro y la maravilla y, en unos meses (no creo que más), nos confirmarán el descubrimiento del Bosón de Higgs, o, por el contrario, su inexistencia. En cualquier caso, la ciencia ganará, toda vez que, si se encuentra confirmará uno de los parámetros hasta ahora aleatorios del Modelo Estándar y, a partir de su confirmación, éste podrá ser mejorado de manera que, podamos comprender mejor la materia y las fuerzas del universo que hacen posible que nuestro mundo, sea como lo podemos contemplar.

Pero, no quedará ahí todo lo que se nos viene encima: La “materia y energía oscura” que será, de una vez por todas, o bien desvelada o bien desenmascarada. Las fluctuaciones de vacío que rasgan el espacio-tiempo y dejan salir partículas virtuales que, nos pueden decir tantas cosas…, y, así, podríamos seguir con la computación cuántica, la robótica del espacio y la terrestre, la nano ciencia (presente en tantos órdenes y disciplinas científicas). Todo ello, amigos míos, nos llevará en volandas, hacia el futuro que ya está aquí con nosotros.

Emilio Silvera V.

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            La estrella Wolf 1061 y sus tres planetas. El «c» es el potencialmente habitable – UNSW

Un equipo de astrónomos australianos ha descubierto el planeta potencialmente habitable más cercano a la Tierra fuera del Sistema Solar, a «solo» 14 años luz, una distancia que puede parecer muy larga, pero que es mucho más corta que la que nos separa de la mayoría de candidatos a albergar vida y una nadería en la inmensidad del Universo. Este nuevo mundo, que tiene más de cuatro veces la masa del nuestro, es uno de los tres que el equipo detectó alrededor de una estrella enana roja llamada Wolf 1061.

 La física cuántica nos dice como es la Naturaleza

 

 

En el Universo existen muchas clases de resonancias…inesperadas

 

Las resonancias parecen ser solamente una especie de versión excitada de los Hadrones estable. Son réplicas que rotan más rápidamente de lo normal o que vibran de diferente manera. Análogamente a lo que sucede cuando golpeamos un gong, que emite sonido mientras pierde energía hasta que finalmente cesa de vibrar, una resonancia termina su existencia emitiendo piones, según se transforma en una forma más estable de materia.

Por ejemplo, la desintegración de una resonancia ∆ (delta) que se desintegra por una interacción fuerte en un protón o neutrón y un pión, por ejemplo:

∆⁺⁺→р + π⁺;  ∆⁰→р + πˉ; o п+π⁰

En la desintegración de un neutrón, el exceso de energía-masa es sólo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un protón, un electrón y un neutrino. Un Núcleo radiactivo generalmente tiene mucha menos energía a su disposición.

 

Cada día sabemos más… ¡sobre agujeros negros!

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Desde muy pequeño (aunque me hacian oír misa antes de entrar en clase), había algo en todo aquello que me contaban que no cuadraba bien con lo que me rodeaba, lo que veía en mi entorno que por aquel entonces, era la miseria de la Post-Guerra, escasez de todo, pobreza y dolor, viviendas de vecinos compartidas por varias familias, niños en la calle mal vestidos y mal comidos, algunos descalzos y jugando con una pelota de trapo o una espada de madera. Si realmente hubiera existido un dios, ¿Lo hubiera permitido?

El pueblo soportando el hambre y las carencias de todo, mientras unos pocos, nadando en la abundancia, vivían tranquilamente importandoles un bledo todo aquel dolor. Tiempos de vecindad, de ropa sencilla, de alimentos escasos donde un simple bollo con aceite era la delicia de cualquier niño.

Es comprensible que las desigualdades, injusticias y sufrimientos en el mundo generen dudas profundas sobre la existencia de un ser superior bueno y todopoderoso que consienta que seres inocentes, busquen por el suelo algo que llevarse a la boca, y caminen medio desnudos a temperaturas insoportables.

La reflexión que antes he plantado es una de las preguntas fundamentales de la filosofía, la teología y la experiencia humana, conocida comúnmente como el problema del mal o la teodicea (la justificación de la bondad de Dios ante la existencia del mal).

                                                  La balanza no está equilibrada

• • La duda lógica (El problema del mal): Filósofos y pensadores han argumentado que si Dios es omnipotente (puede evitar el mal), omnisciente (sabe que el mal ocurre) y omnibenevolente (quiere evitar el mal), la existencia de la injusticia es una contradicción lógica. Desde esta perspectiva, se argumenta que el sufrimiento intenso y la maldad indican que tal Dios no existe, o no es todo bondad, o no tiene control total.
  • El libre albedrío: Una de las respuestas teístas más comunes (defensa agustiniana) sostiene que el mal no proviene de Dios, sino del mal uso de la libertad por parte de los seres humanos. Dios habría permitido la posibilidad del mal para que existan seres genuinamente libres y capaces de amar, lo que implica el riesgo de que elijan no hacerlo. Lo que no dicen es que, eso quellaman el Libre albedría, para los pobres, está condicionado, no pueden elegir, se ven obligados a tomnar el camono que a los demás les conviene para su explotación.
  • Perspectiva de la fe (Teodicea): Desde la perspectiva de la fe, se argumenta que el mal es la ausencia del bien debido, y que el mundo es bueno en su conjunto, a pesar de los males particulares. Teólogos como Leibniz argumentaron que vivimos en “el mejor de los mundos posibles” y que el sufrimiento puede ser parte de un orden superior que la mente humana limitada no comprende del todo. LO que viene a  ser una NO explicación de lo que no se desea explicar.
  • La respuesta ante el sufrimiento: Muchos creyentes encuentran consuelo en la idea de que Dios no es indiferente al sufrimiento, sino que se hizo presente en él (por ejemplo, a través de la figura de Cristo en el cristianismo) y que, a largo plazo, traerá justicia final. ¡Vaya esperanza! Al final, cuando estemos al límite del sufrimiento, de la Injusticia, de desigualdeades, de carencias de toda clase. ¡AH! Pero eso sí, hay que tener esperanza. ¡Hipócritas! Mientras, los que pregonan todo esto, viven en palacios y están bien orondos de tanto comer.

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¿Por Qué Volver de Marte Es Casi Imposible ? Advertencia de Susskind, que sabe de qué está hablanco).

• Aislamiento y Salud Mental: La comunicación con la Tierra tiene un retraso significativo, lo que genera aislamiento y problemas psicológicos, descrito como una barrera dura para los astronautas.
• Radiación y Entorno Hostil: Marte tiene una atmósfera delgada que no protege adecuadamente contra la radiación cósmica y las tormentas solares, lo que aumenta los riesgos de salud a largo plazo.
• Logística de Retorno: Lanzar una nave espacial desde la superficie de Marte, cargada con el combustible necesario para volver, requiere una infraestructura que aún no se ha probado con éxito.
• Distancia Extrema: El viaje dura aproximadamente 6 meses, lo que implica una misión de larga duración donde cualquier fallo técnico es crítico y difícil de reparar sin ayuda externa. 

Emilio Silvera V.

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