Esas extrañas formas de vida que nos darán muchas sorpresas en el futuro

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Hay fenómenos de la Naturaleza que, a nivel local, son devastadores y producen estragos materiales acompañados de pérdida de vidas. Hay zonas del mundo que son más propensas a sufrir estos fenómenos y, la gente que tienen allí sus habitats, padecen los efectos de estas imprevistas acciones naturales. Arriba podemos contemplar una vista aérea de Puerto Príncipe. Tras el terremoto de Haití en 2010, la ciudad quedó destruida.

Los terremotos, volcanes, Tsunamis… ¿Quién los para?

Llegará un día en el que, podremos entrar en un inmenso espacio, una enorme habitación, en la que, previa elección de la  programación adecuada, todo se transformará en un “mundo ficticio”, un holograma que, lo mismo podrá ser una playa luminosa con arena dorada por el Sol que, una Selva tropical o un desierto, dependiendo de los gustos del usuario.

Si repasamos la historia de la ciencia, seguramente encontraremos muchos motivos para el optimismo. Witten (el Físico de la Teoría M),  está convencido de que la ciencia será algún día capaz de sondear hasta las energías de Planck. Como ya he referido en otras ocasiones, él dijo:

Witten (el Físico de la Teoría M)

“No siempre es tan fácil decir cuáles son las preguntas fáciles y cuáles las difíciles. En el siglo XIX, la pregunta de por qué el agua hierve a 100 grados era desesperadamente inaccesible. Si usted hubiera dicho a un físico del siglo XIX que hacia el siglo XX sería capaz de calcularlo, le habría parecido un cuento de hadas… La teoría cuántica de campos es tan difícil que nadie la creyó completamente durante 25 años.”

 

 

 

En su opinión, las buenas ideas siempre se verifican. Los ejemplos son innumerables: la gravedad de Newton, el campo eléctrico de Faraday y el electromagnetismo de Maxwell, la teoría de la relatividad de Einstein en sus dos versiones y su demostración del efecto fotoeléctrico, la teoría del electrón de Paul Dirac, el principio de incertidumbre de Heisenberg, la función de ondas de Schrödinger, y tantos otros. Algunos de los físicos teóricos más famosos, sin embargo, protestaban de tanto empeño en la experimentación. El astrónomo Arthur Eddington se cuestionaba incluso si los científicos no estaban forzando las cosas cuando insistían en que todo debería ser verificado. ¡Cómo cambia todo con el Tiempo! Hasta la manera de pensar.

         

El Principio de Incertidumbre

 

 

Sin embargo, muchos son los ejemplos de un ingenio superior que nos llevaron a desvelar secretos de la Naturaleza que estaban profundamente escondidos, y, el trabajo de Dirac en relación al electrón, es una buena muestra de ese ingenio humano que, de vez en cuando vemos florecer.

Ya que la ecuación de Dirac fue originalmente formulada para describir el electrón, las referencias se harán respecto a “electrones”, aunque actualmente la ecuación se aplica a otros tipos de partículas elementales de espín ½, como los quarks.

 

“Ésa es la ecuación de Dirac. Gracias a esto, se describe el fenómeno de entrelazamiento cuántico, que en la práctica dice que: ‘Si dos sistemas interactúan uno con el otro durante un cierto período de tiempo y luego se separan, lo podemos describir como dos sistemas separados, pero de alguna manera sutil están convertidos en un solo sistema. Uno de ellos sigue influyendo en el otro, a pesar de kilómetros de distancia o años luz’. Esto es el entrelazamiento cuántico o conexión cuántica. Dos partículas que, en algún momento estuvieron unidas, siguen estando de algún modo relacionadas. No importa la distancia entre ambas, aunque se hallen en extremos opuestos del universo. La conexión entre ellas es instantánea.”

Una ecuación modificada de Dirac puede emplearse para describir de forma aproximada los protones y los neutrones, formados ambos por partículas más pequeñas llamadas quarks (por este hecho, a protones y neutrones no se les da la consideración de partículas elementales).

La ecuación de Dirac presenta la siguiente forma:

Siendo m la masa en reposo del electrón, c la velocidad de la luz,  p el operador de momento,  la constante reducida de Planck,  x y t las coordenadas del espacio y el tiempo,  respectivamente; y ψ (x, t) una función de onda de cuatro componentes. La función de onda ha de ser formulada como un espinor (objeto matemático similar a un vectorque cambia de signo con una rotación de 2π descubierto por Pauli y Dirac) de cuatro componentes, y no como un simple escalar,  debido a los requerimientos de la relatividad especial. Los α son operadores lineales que gobiernan la función de onda, escritos como una matriz y son matrices de 4×4 conocidas como matrices de Dirac.

Belleza matemática: la identidad de Euler

El premio Nobel Paul Dirac incluso llegó a decir de forma más categórica:

“Es más importante tener belleza en las ecuaciones que tener experimentos que se ajusten a ellas“, o en palabras del físico John Ellis del CERN, “Como decía en una envoltura de caramelos que abrí hace algunos años, «Es sólo el optimista el que consigue algo en este mundo».“

Yo, como todos ustedes, un hombre normal y corriente de la calle, escucho a unos y a otros, después pienso en lo que dicen y en los argumentos y motivaciones que les han llevado a sus respectivos convencimientos, y finalmente, también decido según mis propios criterios mi opinión, que no obligatoriamente coincidirá con alguna de esas opiniones, y que en algún caso, hasta me permito emitirla.

¿No es curioso que, cuando se formula la moderna Teoría M, surjan, como por encanto, las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General? Nadie las llama y, sin embargo, allí aparecen para decirnos que, la Teoría de cuerdas es un buen camino a seguir, ya que, si en ella subyacen las ecuaciones de Einstein de la relatividad General… ¡No debe ser por casualidad!

Suponiendo que algún físico brillante nos resuelva la teoría de campos de cuerdas y derive las propiedades conocidas de nuestro universo, con un poco de suerte, podría ocurrir en este mismo siglo, lo que no estaría nada mal considerando las dificultades de la empresa. El problema fundamental es que estamos obligando a la teoría de supercuerdas a responder preguntas sobre energías cotidianas, cuando “ámbito natural” está en la energía de Planck. Esta fabulosa energía fue liberada sólo en el propio instante de la creación, lo que quiere decir que la teoría de supercuerdas es naturalmente una teoría de la creación.

          Las primeras observaciones realizadas por Planck | ESA y Axel Mellinger

Fuimos capaces de predecir que el Big Bang produjo un “eco” cósmico reverberando en el universo y que podría ser mesurable por los instrumentos adecuados. De hecho, Arno Penzias y Robert Wilson de los Bell Telephone Laboratories ganaron el premio Nobel en 1.978 por detectar este eco del Big Bang, una radiación de microondas que impregna el universo conocido.

         Arno Penzias y Robert Wilson

El que el eco del Big Bang debería estar circulando por el universo miles de millones de años después del suceso fue predicho por primera vez por George Gamow y sus discípulos Ralpher y Robert Herman, pero nadie les tomó en serio. La propia idea de medir el eco de la creación parecía extravagante cuando la propusieron por primera vez poco después de la segunda guerra mundial. Su lógica, sin embargo, era aplastante.

El calentador se llega a poner al rojo vivo, por lo que emite también algo de calor por radiación.

Cualquier objeto, cuando se calienta, emite radiación de forma gradual. Ésta es la razón de que el hierro se ponga al rojo vivo cuando se calienta en un horno, y cuanto más se calienta, mayor es la frecuencia de radiación que emite. Una fórmula matemática exacta, la ley de Stefan-Boltzmann, relaciona la frecuencia de la luz (o el color en este caso) con la temperatura. De hecho, así es como los científicos determinan la temperatura de la superficie de una estrella lejana; examinando su color. Esta radiación se denomina radiación de cuerpo negro.

Esta radiación, cómo no, ha sido aprovechada por los ejércitos, que mediante visores nocturnos pueden operar en la oscuridad. De noche, los objetos relativamente calientes, tales como soldados enemigos o los carros de combate, pueden estar ocultos en la oscuridad, pero continúan emitiendo radiación de cuerpo negro invisible en forma de radiación infrarroja, que puede ser captada por gafas especiales de infrarrojo. Ésta es también la razón de que nuestros automóviles cerrados se calientes en verano, ya que la luz del Sol atraviesa los cristales del coche y calienta el interior. A medida que se calienta, empieza a emitir radiación de cuerpo negro en forma de radiación infrarroja. Sin embargo, esta clase de radiación no atraviesa muy bien el vidrio, y por lo tanto queda atrapada en el interior del automóvil, incrementando espectacularmente la temperatura.

Análogamente, la radiación de cuerpo negro produce el efecto invernadero. Al igual que el vidrio, los altos niveles de dióxido de carbono en la atmósfera, causados por la combustión sin control de combustibles fósiles, pueden atrapar la radiación de cuerpo negro infrarroja en la Tierra, y de este modo calentar gradualmente el planeta.

Gamow razonó que el Big Bang era inicialmente muy caliente, y que por lo tanto sería un cuerpo negro ideal emisor de radiación. Aunque la tecnología de los años cuarenta era demasiado primitiva para captar esta débil señal de la creación, Gamow pudo calcular la temperatura de dicha radiación y predecir con fiabilidad que un día nuestros instrumentos serían lo suficientemente sensibles como para detectar esta radiación “fósil”.

Ya la lista de ingenios es larga. Todos quieren medir la radiación del fondo de microondas generadas por el Big Bang. Incluso hemos preparado telescopios especiales para que nos puedan captar las ondas gravitatorias surgidas en aquellos primeros momento de la inflación.

La lógica que había detrás de su razonamiento era la siguiente: alrededor de 300.000 años después del Big Bang, el universo se enfrió hasta el punto en el que los átomos pudieron empezar a componerse; los electrones pudieron empezar a rodear a los protones y neutrones formando átomos estables, que ya no serían destruidos por la intensa radiación que estaba impregnando todo el universo. Antes de este momento, el universo estaba tan caliente que los átomos eran inmediatamente descompuestos por esa radiación tan potente en el mismo acto de su formación. Esto significa que el universo era opaco, como una niebla espesa absorbente e impenetrable.

Pasados 300.000 años, la radiación no era tan potente; se había enfriado y por lo tanto la luz podía atravesar grades distancias sin ser dispersada. En otras palabras, el universo se hizo repentinamente negro y transparente.

          La liberación de los fotones hizo del universo opaco otro transparente

Terminaré esta parte comentando que un auténtico cuerpo negro es un concepto imaginario; un pequeño agujero en la pared de un recinto a temperatura uniforme es la mejor aproximación que se puede tener de él en la práctica.

La radiación de cuerpo negro es la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro. Se extiende sobre todo el rango de longitudes de onda y la disminución de energías sobre este rango tiene una forma característica con un máximo en una cierta longitud de onda, desplazándose a longitudes de onda más cortas al aumentar las temperaturas*.

                                            Desintegración Alfa y Desintegración Beta

Hablar, sin más especificaciones, de radiación, es estar refiriéndonos a una energía que viaja en forma de ondas electromagnéticas o fotones por el universo. También nos podríamos estar refiriendo a un chorro de partículas, especialmente partículas alfa o beta de una fuente radiactiva o neutrones de un reactor nuclear.

La radiación actínida es la electromagnética que es capaz de iniciar una reacción química. El término es usado especialmente para la radiación ultravioleta y también para denotar radiación que podría afectar a las emulsiones fotográficas.

La radiación gamma es un tipo de radiación electromagnética producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación de tal magnitud también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia.

Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos.

La Radiación expone un amplio abanico dependiendo de la fuente:  blanda, radiación cósmica, radiación de calor, radiación de fondo, de fondo de microondas, radiación dura, electromagnética, radiación gamma, infrarroja, ionizante, monocromática, policromática, de sincrotón, ultravioleta, de la teoría cuántica, de radiactividad… y, como se puede ver, la radiación en sus diversas formas es un universo en sí misma.

                                Radiación de cuerpo negro, el cuanto de Planck

Siempre me llamó la atención y se ganó mi admiración el físico alemán Max Planck (1.858 – 1.947), responsable entre otros muchos logros de la ley de radiación de Planck, que da la distribución de energía radiada por un cuerpo negro. Introdujo en física el concepto novedoso de que la energía es una cantidad que es radiada por un cuerpo en pequeños paquetes discretos, en vez de una emisión continua. Estos pequeños paquetes se conocieron como cuantos y la ley formulada es la base de la teoría cuántica.

Einstein se inspiró en este trabajo para a su vez presentar el suyo propio sobre el efecto fotoeléctrico, donde la energía máxima cinética del fotoelectrón, E_m, está dada por la ecuación que lleva su nombre: E_m = hf – Φ.

Cada metal requiere, para que se produzca la extracción, una radiación con una frecuencia mínima (n_o). Cualquier otra radiación de menor frecuencia, no será capaz de arrancar electrones. Por debajo de la frecuencia mínima la intensidad de corriente -”i” (amperios)- será cero. No hay efecto fotoeléctrico.

Planck publicó en 1.900 un artículo sobre la radiación de cuerpo negro que sentó las bases para la teoría de la mecánica cuántica que más tarde desarrollaron otros, como el mismo Einstein, Heisenberg, Schrödinger, Dirac, Feymann, etc. Todos los físicos son conocedores de la enorme contribución que Max Planck hizo en física: la constante de Planck, radiación de Planck, longitud de Planck, unidades de Planck, etc. Es posible que sea el físico de la historia que más veces ha dado su nombre a conceptos de física. Pongamos un par te ejemplos de su ingenio:

1.  Vale 10^-35 metros. Esta escala de longitud (veinte órdenes de magnitud menor que el tamaño del protón, de 10^-15 m) es a la que la descripción clásica de gravedad cesa de ser válida y debe ser tenida en cuenta la mecánica cuántica. En la fórmula que la describe, G es la constante gravitacional, ħ es la constante de Planck racionalizada y c en la velocidad de la luz.

2. Es la masa de una partícula cuya longitud de onda Compton es igual a la longitud de Planck. En la ecuación, ħ es la constante de Planck racionalizada, c es la velocidad de la luz y G es la constante gravitacional. Así, Se denomina masa de Planck a la cantidad de masa (21,7644 microgramos) que, incluida en una esfera cuyo radio fuera igual a la longitud de Planck,  generaría una densidad del orden de 10⁹³ g/cm³. Según la física actual, esta habría sido la densidad del Universo cuando tenía unos  segundos, el llamado Tiempo de Planck. Su ecuación, es decir la masa de Planc se denota:

El valor de la masa de Planck  se expresa por una fórmula que combina tres constantes fundamentales, la constante de Planck,  (h), la velocidad de la luz (c),  y la constante de gravitación universal (G). La masa de Planck es una estimación de la masa del agujero negro primordial menos masivo, y resulta de calcular el límite donde entran en conflicto la descripción clásica y la descripción cuántica de la gravedad.

“Aunque todas estas descripciones reflejan más una abundante imaginación que un hecho existencial apoyado teóricamente con alguna hipótesis que pueda ser comprobada en el laboratorio sobre hechos que están más allá de poder ser medidos jamás en algún laboratorio construido por humanos. La única forma de confrontar la factibilidad o la posibilidad del modelo de la espuma cuántica nos lleva necesariamente a confrontar la carencia de un modelo que logre unificar exitosamente al macrocosmos con el microcosmos, a la Relatividad General con la Mecánica Cuántica, la Gravedad Cuántica. Si la energía y la materia (o mejor dicho la masa-energía) están discretizadas, se supone que también deben de estarlo el espacio y el tiempo (o mejor dicho, el espacio-tiempo), y la “partícula fundamental” del espacio-tiempo debe de serlo el gravitón, aunque de momento todo esto son especulaciones que seguirán siéndolo mientras no tengamos a la mano algo que pueda confirmar la existencia de tan exótica partícula, quizá la más exótica de cuantas hayan sido concebidas por la imaginación del hombre.”

 

La descripción de una partícula elemental de esta masa, o partículas que interaccionan con energías por partículas equivalentes a ellas (a través de E = mc²), requiere de una teoría cuántica de la gravedad. Como la masa de Planck es del orden de 10^-8 Kg (equivalente a una energía de 10¹⁹ GeV) y, por ejemplo, la masa del protón es del orden de 10^-27 Kg y las mayores energías alcanzables en los aceleradores de partículas actuales son del orden de 10³ GeV, los efectos de gravitación cuántica no aparecen en los laboratorios de física de partículas. Únicamente en un laboratorio aparecieron partículas que tenían energías del orden de la masa de Planck: en el universo primitivo, de acuerdo con la teoría del Big Bang, motivo éste por el que es necesaria una teoría cuántica de la gravedad para estudiar aquellas condiciones. Esta energía de la que estamos hablando, del orden de 10¹⁹ GeV (inalcanzable para nosotros), es la que necesitamos para verificar la teoría de supercuerdas.

¿Dónde está el Gravitón que no se deja ver? ¿Encontraremos esa Teoría de la Gravedad Cuántica? ¿Será la “materia oscura” una realidad, o simplemente una ilusión de la Mente?

Siempre, desde que puedo recordar, me llamó la atención los misterios y secretos encerrados en la Naturaleza, y la innegable batalla mantenida a lo largo de la historia por los científicos para descubrirlos. Muchos han sido los velos que hemos podido descorrer para que, la luz cegadora del saber pudiera entrar en nuestras mentes para hacerlas comprender cómo actuaba la Naturaleza en ciertas ocasiones y el por qué de tales comportamientos, y, sin embargo, a pesar del largo camino recorrido, es mucho más el que nos queda por andar.

Emilio Silvera V.

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Lo cierto amigos, es que cuando el Sol agote su combustible nuclear de fusión y sea una Gigante Roja, habrá crecido tanto que engullirá a Mercurio y Venus y se estima que estará tan cerca de la Tierra que las temperaturas se elevarán y se evaporarán los océanos, y, la vida tal como la conocemos, desaparecerá de éste mundo calcinado.

El Sol. mediante la fusión nuclear que se produce en sus “entrañas”, radia y hace que tienda a expandirse (como cuando la leche hierve el cazo). La fuerza de Gravedad es la energía contrapuesta que frena esa expansión, y, así, en ese equilibrio lleva el Sol más de 4.500 millones de años y lo estará otros cinco mil millones.

La gigante roja crecerá tanto que engullirá Mercurio y a Venus, y, muy cerca de la Tierra, las temperaturas aumentarán tanto que los océanos se evaporarán, la vida dejará de existir tal como la conocemos.

Cuando agote todo el combustible y se acabe la mecánica de fusión, el Sol quedará a merced de la fuerza de Gravedad que lo contraerá sobre sí mismo, de manera tal que, sólo se verá frenado por la degeneración de los electrones que son fermiones sometidos al Principio de exclusión de Pauli (podéis mirar ese principio).

Como los electrones no soportan estar juntos, a medida que la ingente masa del Sol se comprime más y más, se sienten como claustrofóbicos y se degeneran, y, entonces, comienzan a moverse a velocidades relativistas, de tal manera que dicho fenómeno puede frenar ala Gravedad, y, para entonces, el Sol habrá eyectado material al Espacio Interestelar para formar una Nebulosa planetaria, y, el resto de la masa se habrá convertido en una estrella enana blanca que radiará en el ultravioleta rabioso ionizando el material de la nebulosa.

Esto será, a grandes rasgos, el destino del Sol y de la Tierra, y, para cuando eso suceda (espero), la Humanidad habrá partido hacia otros mundos que, como la Tierra ahora, les de cobijo. Claro que, no sabemos si nuestra Civilización llegará tan lejos, o, si mientras todo eso llega, el movimiento de la Tierra (observado por un equipo de astrónomos) alejándose del Sol, la hará salirse de la zona habitable y, si eso es así….

¡Qué espectáculo!

Por otra parte, tenemos a nuestra vecina Andrómeda que se acerca velozmente a la Vía Láctea con la que quiere fusionarse, y, tan “casamiento”, tampoco traerá nada bueno para la Humanidad.

Lo cierto es que, si no es por una cosa lo será por otra pero, nuestro Futuro… ¡No se ve nada amigable!

Y, no digamos lo que puede pasar con la dichosa Inteligencia Artificial que, con fuerza inusitada trata de crear una generación de Robots inteligentes que, si llegan a tener conciencia de Ser….

¡Vaya porvenir nos espera!

Claro que, para cuando todo eso vaya a suceder… ¿Estaremos todavía por aquí?

Emilio Silvera V.

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Siendo cierto que no podemos negar nuestra inquietud por saber, también lo es que, a pesar del empeño que ponemos, sabemos menos de lo que creemos que sabemos. Nunca podremos saberlo todo sobre todo. Las preguntas siguen siendo más que las respuestas.

Hemos alcanzado un gran nivel en las distintas disciplinas del saber humano, unas debido al avance de las tecnologías y otras debido al surgir de nuevas ideas de mentes privilegiadas, lo cierto es que las ciencias formales, las ciencias naturales y las ciencias sociales o humanas, han formado un cuadro plausible que estructura un conjunto del saber humano que nos lleva (con el paso del tiempo), a niveles superiores que nos permiten ir desvelando secretos escondidos en las “entrañas” de la Naturaleza.

A veces me entristece el ver que, prestigiosos científicos entrevistados con la intención de explicar temas complejos al común de los mortales, se enredan en adornos que, finalmente, hacen fracasar el intento de llevar ese mensaje al no versado en los temas científicos de turno.

El arte de divulgar está centrado en el hecho cierto de que, el experto, explica cuestiones complejas con una gran sencillez que hace posible que el no versado lo entienda.

Me acuerdo de aquella llamada de un físico amigo, que había puesto en marcha un Blog de Física, y, que pasados varios años, el no se sentía satisfecho, y me preguntaba.

• ¿Cómo te explicas que en mi blog tenga varios cientos de miles de visitas, y, en tuyo, hayas alcanzado varios millones?

El estaba extrañado con razón, sus trabajos expuestos en el Blog eran perfectos, escrupulosamente técnicos, matemáticamente perfectos como era d4e esperar de un Doctor en física.

Le conteste

• Amigo mío, la diferencia estriba en el hecho de que tú has hecho un blog para expertos en las materias que tratas de explicar, y, por mi parte, he creado un blog menos pretencioso, en el que trato de explicar las cuestiones que trato de manera sencilla, evitando (cuando es posible) las complejidades y las ecuaciones. Si te pones en lugar del visitante que llega a tu blog y no enti4ende nada… Lo comprenderás.

Por un momento, la respuesta fue el silencio, tras el cual, me dice.

• Amigo mío, tu sencilla explicación que me has dado (la respuesta que  no quería oír), que explica perfectamente la situación. A la vista de todo esto, no tengo que recapacitar sobre la realidad, y, pienso que explicar a los expertos lo que ya saben (que sería mi caso), tiene poco sentido, y, ello me lleva a cerrar el Blog.

Así sucedió, el eliminó la publicación del Blog, mientras que por mi parte, contando las cosas a mi manera y poniéndome en el lugar del oyente o del lector que lo visita, procuro que todo se entienda.

Por ejemplo:

 

El núcleo atómico es de una complejidad enorme, es una parte de las cien mil en las que podemos dividir el átomo. Sin embargo, ese infinitesimal núcleo posee el 9999% de toda la masa del átomo, ya que, los protones y los neutrones son masicos, mientras que los electrones que orbitan el núcleo, tienen una masa ínfima.

Pero la complejidad del núcleo no finaliza ahí, los protones y los neutrones situados en ese núcleo, se llaman nucleones, y son partículas complejas de la familia de los Hadrones que pertenecen a su rama Bariónica.

La complejidad se complica al saber que, dentro de estos nucleones, habitan tripletes de Quarks, otra familias de partículas que son elementales, y, dentro de cada protón existen 2 Quarks UP y 1 Quark DOWN, mientras que dentro de los Neutrones habitan 2 Quarks DOWN Y 1 Quark IP.

Así los Quarks están confinados dentro de los nucleones por medio de la Fuerza nuclear fuerte (la fu3erxqa fundamental más poderosa de las cuatro fundamentales que rigen en el universo), esta fuerza tiene unos emisarios que son partículas de la familia de los Bosones y que se llaman Gluones.

Estas partículas emisoras de la fuerza nuclear fuerte , como los fotones que sin emisarios de la fuerza electromagnética, ni tienen masa. La misión de los Gluones es la de no permitir a los Quarks que se separen, y, si lo hacen, la fuerza aumenta para impedirlo.

La fuerza actúa como un muelle de acero, cuanto más lo estiramos más resist3encia ofrece. El nombre de los Bosones intermediarios de la fuerza (Gluones), se debe a la palabra GLUE inglesa que significa pegamento.

Este ejemplo de explicación de lo que es el núcleo atómico, tan pequeño y tan complejo, no resulta nada fácil para algunos, y, por mi parte, he procurado hacerlo de la manera más sencilla posible, otra cosa es que lo haya conseguido.

La Ciencia, amigos míos, no es fácil de divulgar al común de los mortales, y, desde luego, merece la pena el esfuerzo de intentarlo cuando (como en este caso), las visitas diarias al lugar  es de entre 20.000 y 30.000, lo que es un buen pago al esfuerzo.

Me llena de satisfacción cuando algunos comentarios me hacen ver que interesaron al visitante, y, que de paso, habían logrado entender algo que antes, nadie les había sabido explicar. algo que no sabían.

Gracias amigos.

Emilio Silvera V.

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Hace millones de años, gran parte del Sahara estaba cubierta por un océano llamado Tetis (el Mar de Tetis cubrió la región, siendo un océano tropical lleno de vida marina.),  habitado por corales, tiburones y ballenas primitivas. Hace unos 6.000 años, el Sáhara era un vergel con sabanas y vida animal, antes de comenzar un proceso de desertización. 

El Sol que nos regala luz y calor y permite la fotosíntesis y la vida en la Tierra, dentro de unos miles de millones de años será una Nebulosa planetaria y una estrella enana blanca.

Lo mismo el que el Universo cambia continuamente, también lo hace todo lo que contiene. La imagen de arriba de una hermosa Nebulosa cuajada de estrellas nuevas que fue germinada por una explosión supernova a la “muerte” de una estrella, y, de las cenizas (como el Ave Fénix), surgieron estrellas nuevas.

Como el título nos anuncia, en nuestro universo todo cambia y nada permanece, todo tiene un principio y un final, solo el Tiempo de transformación es diferente para cada cosa. En este escenario asombroso, también los seres vivos están afectados por los cambios.

También nuestras Mentes (como el mismo universo), son cambiantes y evolucionan, y a medida que el tiempo transcurre y observamos y tenemos experiencias, investigamos y experimentamos, llegamos a conclusiones más certeras de lo que las cosas son, de cómo es el mundo y todo lo que le rodea, el Universo en fin que, es todo lo que existe y del que en el pasado teníamos una noción muy vaga y, la mayor parte de las veces, equivocada. Ahora, aunque existen algunos rincones oscuros, al menos sabemos lo que son las galaxias, como nacen, viven y mueren las estrellas y qué cometido tienen… También podemos exponer de manera plausible (aunque no certera al 100 por 100), como pudo surgir la vida en el Universo y, más concretamente en nuestro pequeño mundo.

    La engañosa sensación de que son las estrellas las que se mueven cuando en la noche oscura las miramos

La Tierra siempre nos pareció vasta e inmóvil, a través de dos millones de años en la prehistoria de la Humanidad nos proporcionó el escenario para poder realizar toda experiencia humana, con un cielo que no parecía otra cosa que un decorado lleno de luces que se movían. La Astronomía y la observación del espacio nos ha conducido a darnos cuenta de lo contrario: El Universo es vasto y el mundo (los mundos) en el que habitan los seres vivos es pequeño.

  A veces podemos tener la sensación de que todo está diseñado para que estemos aquí. Sin embargo, desde que descubrimos la pequeñez de nuestro mundo y lo irrisorio de nuestra presencia en tan inconmensurable escenario… ¡Nos hacemos preguntas que nadie sabe contestar!

¿Tenemos algún significado en este medio grandioso del que formamos parte?

¿Es nuestra especie la elegida?

¿Somos algo transitorio que surgió del Azar?

Claro que, por otra parte, al haber llegado a comprender las inmensas dificultades que la vida ha tenido que vencer para evolucionar y llegar hasta los pensamientos y la consciencia de SER, a los muchos parámetros que han tenido que confluir para que estemos aquí, tenemos que pensar que el Universo, sabía que íbamos a venir.

Todo esto nos habla de la inmensidad del universo frente al tamaño comparativo de nuestro mundo en el que vivimos los seres vivos de todas las especies conocidas en los distintos ecosistemas, y, la   idea que contrasta la vastedad del cosmos con la singularidad de la Tierra. El universo observable tiene unos 93 mil millones de años luz de diámetro y contiene billones de galaxias, mientras que la Tierra es un planeta diminuto. Esta perspectiva plantea preguntas sobre la existencia de vida en otros lugares del universo y la posición de la humanidad en el cosmos. 

Para cualquiera que siga el movimiento del Sol día tras día, y los movimientos de la Luna y las estrellas noche tras noche, es evidente que la Tierra constituye “el centro del universo” y que los cuerpos celestes giran a su alrededor diariamente, rindiendo homenaje a la morada del hombre. Cada día el Sol atraviesa la bóveda celeste; cada noche, la Luna y las estrellas realizan su ceremoniosa procesión a través de los cielos.

   Aún perduran los nombres de algunas constelaciones de aquellos antiguos Astrónomos

En las épocas antiguas, los hombres quedaban maravillados ante este movimiento nocturno de los cuerpos celestes y se preguntaban cuál podía ser su causa. A medida que seguían las estrellas noche tras noche, llegaron a dar un paso más, advirtiendo que sus formas no cambiaban; las estrellas de la Osa Mayor atravesaban entonces el cielo formando una unidad, un conjunto inamovible y duradero de tal manera que hoy, aún continúa manteniéndose la figura legendaria del pasado. A partir de hechos como éste, los Astrónomos primitivos decidieron que las estrellas debían encontrarse firmemente atadas a una esfera enorme que rodeaba a la Tierra. La esfera daba una vuelta completa a la Tierra cada veinticuatro horas; cuando volvía a aparecer, las estrellas aparecían con ella. En el centro de esa esfera estaba la Tierra, sólida e inmóvil, situada convenientemente en el eje del Universo.

Aristarco de Samos, 700 años antes que Copérnico, dijo que el Sol era el Centro del Sistema solar

Algunos Astrónomos de la antigüedad en Grecia creyeron que podía ser la Tierra y no el cielo, quien giraba sobre su eje cada veinticuatro horas. Esta situación podía crear un movimiento aparente del cielo. Las estrellas podían estar fijas en el espacio, pero una persona colocada en una Tierra que rotaba sobre sí misma las vería moverse en la dirección contraria a la suya, de la misma manera en que un paisaje parece que se mueve cuando uno se encuentra subido a un carrusel o tiovivo. Y un Astrónomo griego tuvo incluso el “extraño” pensamiento de que, era la Tierra la que se movía alrededor del Sol mientras giraba sobre su propio eje. Hiparco de Samos le llamaban y, desde luego, en aquel tiempo, nadie le prestó atención, tuvo que venir Copérnico, 700 años más tarde, para que todos apoyaran esa idea que, aún entonces, algunos tacharon de locura.

Está claro que hoy, después de pasado el tiempo de saber lo que sabemos ahora, todas aquellas ideas nos parecen naturales y muy adecuadas para los tiempos que vivían y los conocimientos que, con sus escasos medios, podían alcanzar, y, sin embargo, los pensamientos avanzados eran, por lo general, objeto del ridículo y el mayor escarnio sino de algo más grave aún.

Aunque ahora sabemos cómo se mueve la Tierra por el Espacio, para la mayoría de la gente de la época primitiva les parecía una estupidez que la masa de la Tierra pudiera girar sobre su eje como una peonza o viajar por el espacio como si de un barco se tratara. Evidentemente, todo aquello que no fuera más rápido que la Tierra quedaría siempre atrás; una flecha que lanzáramos al aire directamente hacia arriba debería caer al suelo  muchos kilómetros más allá; rocas y árboles deberían salir volando de una Tierra que girase sobre sí misma, de la misma manera que sale despedido el barro de la llanta de una rueda de vagón en movimiento. Desde el mismo momento que nadie había llegado a comprobar esos efectos, la Tierra debía encontrarse estacionaria, y el Sol, la Luna y las estrellas girarían a su alrededor diariamente. Así quedaba demostrado por toda la experiencia Humana.

Hace 32.000 años, en la era glacial, nuestros antepasados de la Edad de Piedra hacían incisiones en huesos de animales para representar las fases de la Luna. Vivían de la caza y la recolección, por lo que seguían las estrellas y predecían los cambios de estación gracias al cielo. Quizá observaban el Sol y la Luna y los dibujos que formaban las estrellas para conocer las estaciones. Probablemente así era cuando se desarrolló la agricultura y se domesticaron animales, 10.000 años antes de Cristo en Mesopotamia, la tierra fértil entre los ríos Tigris y Éufrates que ahora ocupa Irak. El cielo adquirió aún más importancia como medio para determinar la época apropiada para la siembra y la cosecha. Esas primeras civilizaciones mesopotámicas, especialmente los sumerios hacia 4.000 a. C., fueron las que dieron nombre a las más antiguas constelaciones: son las figuras que hoy conocemos como Leo, Tauro y Escorpio. Estas constelaciones señalaban puntos importantes en el recorrido anual del Sol por el cielo y constituían momentos cruciales en el año agrícola. Y, como los cielos condicionaban su forma de vida, los deificaron.

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Los antiguos observadores del cielo percibieron también que el Sol y la Luna parecen desplazarse atravesando 12 constelaciones que más tarde recibieron el nombre de zodiaco. Decidieron que en ellas residían los dioses del Sol y la Luna. Además, había otras cinco estrellas que recorrían el zodiaco, y cada una de ellas se consideró la residencia de un dios. Hoy sabemos que se trataba de los planetas. El zodiaco era también el lugar donde ocurrían los eclipses, poco frecuentes y muy temidos en los que la Luna se volvía de un siniestro color cobre, o la luz del Sol se apagaba por un tiempo eterno para los observadores. El cielo nocturno dejó así de ser sólo una herramienta para la agricultura y se convirtió en el hogar de los dioses y un libro ilustrado que contaba historias de importantes figuras a una gente que, a falta de escritura, carecía de otros medios para recordarlos.

Los antiguos observadores del cielo, al no saber lo que eran, llamaban a los planetas vistos desde la Tierra “estrellas errantes”, ya que, se movían y no mantenían una posición fija o estática.

Así, se pudieron dar cuenta de que había un hecho que no estaba de acuerdo con esa imagen de una Tierra fija rodeada por una esfera de estrellas en rotación. Cinco “estrellas” no se comportaban como estrellas ordinarias; en lugar de mantener posiciones fijas en relación con otras estrellas, vagaban por los cielos, unas veces más cerca de una estrella y, otras, más cerca de otra. Los Astrónomos griegos, asombrados por el hecho de que esos cinco misteriosos objetos fueran diferentes a cualquier otra estrella, les denominaron “Errantes”, o planètès, en griego. Aquí fueron conocidos como planetas.

Hoy día todos sabemos lo que es un planeta que significa un cuerpo esférico de roca y de hierro como la Tierra o Marte, o una gran esfera de hidrógeno como Júpiter o Saturno; pero aquellos astrónomos griegos y otros de su tiempo, que no disponían de telescopios, no tenían ni idea de que aquellos objetos a los que denominaban planetas pudieran ser cuerpos masivos como la Tierra. Para ellos y visto en la distancia, eran sencillamente puntos de luces parecidos a las estrellas y situados lejos, inalcanzables.

Asombrados por el movimiento errático de aquellos planetas, los astrónomos primitivos observaban cuidadosamente su posición, año tras año, y después de cierto tiempo, advirtieron que sus movimientos seguían una pauta. Cada planeta o estrella errante, , seguí un camino curvo en el cielo nocturno, que se dirigía primero de Este a Oeste y que, después, regresaba describiendo su curva de Oeste a Este.

Si los planetas se encontraban sujetos a una gran esfera que giraba en los cielos, deberían moverse atravesando el cielo solamente de Este a Oeste, en un recorrido fijo, igual que el resto de las estrellas. Evidentemente, no podían estar fijado a la esfera celestial. Debian estar situados en cualquier otro lugar del espacio. Pero ¿Dónde? ¿Y por qué iban y venían describiendo aquella especie de anillo?

Reflexionando sobre estas preguntas, dos astrónomos griegos llamados Apolonio el uno e Hiparco el otro, tuvieron la ingeniosa idea. Ellos defendían que los planetas estaban atados a la llanta de una rueda que giraba atravesando el cielo. Al girar la rueda por el cielo, el planeta describiría un camino curvo, exactamente como se podía observar en los planetas reales. Y, aunque aquella idea funcionó muy bien al principio… Cuando los astrónomos trataron de realizar la representar de las ruedas que iban rodando por el cielo según los movimientos observados en los planetas, se encontraron conque era imposible hacer una imagen adecuada a menos que creyesen que las ruedas rodaban sobre otras ruedas. Es decir, un planeta se movía en la llanta de una rueda que, a su vez, se movía en la llanta de otra rueda.

Llegó Ptolomeo, en el s II d. de C. y concluyó que se necesitaba como mínimo cuarenta ruedas situadas sobre otras ruedas para describir los movimientos del Sol, la Luna y los cinco planetas -que por entonces eran conocidos-. Las ruedas rodantes de Ptolomeo parecían funcionar muy bien, pero la gente creía que su modelo celeste era demasiado complicado. Cuando Alfonso X, rey de Castilla y Aragón, oyó hablar del sistema ptolemaico, afirmó:

“Si el Señor me hubiera consultado a mí, le hubiera recomendado algo mucho más sencillo.”

 

Y John Milton, que hubo de enseñar el sistema ptolemaico como profesor de escuela en el siglo XVII, escribió disgustado acerca de Ptolomeo y de sus seguidores:

“Cómo discurren

Para guardar las apariencias, cómo disponen la Esfera

Con lo Céntrico y lo Excéntrico garabateando sobre

El Ciclo y el Epiciclo, la Rueda en la Rueda…”

Sin embargo, el cuadro del Universo que presentaba Ptolomeo era lo mejor que la mente humana, en aquellos tiempos, había podido construir, toda vez que, no se disponía de los datos más precisos que más adelante daría la observación telescópica de los cuerpos celestes -planetas y estrellas- de nuestra vecindad en el primer momento y mucho más lejos más tarde.

Pero no adelantemos acontecimientos y, fue finalmente, alrededor del 1500, cuando un clérico polaco llamado Copérnico, se hizo con una idea de Aristarco de Samos y, vino a plantear el modelo más cercano a la realidad de que era el Sol, y no la Tierra, el que ocupaba el Centro del Sistema solar y los planetas daban vueltas a su alrededor orbitando al cuerpo mayor.

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Así y todo, a pesar de sus críticos, el modelo de Copérnico echó raíces en la mente de los hombres. Se comenzó a respirar un ambiente más fresco en todo aquel farragoso asunto y, desde luego, allí se entregó la llave que dio lugar a que se pudieran abrir otras puertas cerradas, a nuevas ideas y nuevos conceptos que llegaron de la mano de Kepler y Tycho Brahe y muchos otros después.

Ahora, sabiendo lo que sabemos, nos podemos asombrar de que, aquellos Astrónomos del pasado, hubieran podido creer que los planetas podían ser como Joyas pulidas y brillantes, perfectas e inmutables, mientras que la Tierra estaba formada por una sustancia ordinaria, tales como barro y agua y rocas pero, pasó el tiempo y abrieron los ojos para asombrados ver que, todos aquellos objetos maravillosos brillantes del cielo, eran también, como la misma Tierra, de barro, roca y agua esos materiales simples que van cargado de sustancias complejas que traen la vida si la radiación del Sol las calienta.

Ahora, desde la aventura que comenzó Galileo, hemos podido dejar el ámbito localista de Ptolomeo y Copérnico y nos hemos desplazado hasta un ámbito mucho mayor, en el que podemos hablar de big bang, de supercúmulos de galaxias y fusiones. Ahora sabemos cómo nacen, viven y mueren las estrellas y de qué están hechas, sabemos que algunas estrellas son pequeñas enanas rojas, otras medianas y amarillas y que también, existen estrellas gigantes supermasivas. Hemos llegado a saber que en las estrellas se producen las transiciones de fase de la materia simple en otras formas más complejas, y, sobre todo, hemos podido llegar a descubrir cómo funciona el Universo mediante cuatro fuerzas fundamentales que intervienen en lo que pasa por el todo el Cosmos. De la misma manera, llegamos a descubrir que todo lo grande (galaxias, estrellas y mundos), todo lo que podemos ver, está hecho de pequeños objetos que llamamos partículas y que son algunas elementales y otras complejas pero que, se unen en la manera adecuada para conformar todas las cosas que existen… ¿Incluidos nosotros!

Aunque el tema de hoy es bien conocido por “casi” todos, he pensado que muchos de los jóvenes que por aquí pasan, podrían necesitar tener una idea más amplia de cómo eran antes las cosas y lo que de ellas se pensaba y, de esa manera, me puse a escribir hasta dejar, este sencillo relato de lo que fue y hasta donde hemos podido llegar.

Sí, está claro que tanto el Universo como los seres vivos y los objetos cosmológicos… ¡Cambian y se transforman con el paso del tiempo! Como nuestras Mentes.

Emilio Silvera V.

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