miércoles, 28 de julio del 2021 Fecha
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¿La Naturaleza? ¡La maravilla de las “mil” maravillas!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo asombroso    ~    Comentarios Comments (0)

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Los navegantes, tal como narraba Shakespeare, gustaban de exagerar sus experiencias y hablaban de hombres  cuyas cabezas nacían abajo de los hombros, o que no tenían cabeza, o de aquellos que, como los patagones, sólo tenían un pie muy grande, o los de Labrador, que tenían cola. Todo esto originó un “renacimiento de la superstición”. Aquellos viajeros crearon en sus mentes escenarios fantásticos, que los situaban más allá del tiempo y del espacio, en mundos ignotos donde nuevos órdenes de razas monstruosas de animales fantásticos existían. Dado que es casi tan difícil inventarse un animal como descubrirlo, a las criaturas míticas y folkloricas conocidas se les añadieron otros rasgos imaginarios.

Programa de seminarios sobre dinámica no lineal, física estadística, fluctuaciones, complejidad, ...

Es curioso como en el Universo las cosas tienden a repetirse. La Naturaleza tiene sus leyes para crear las cosas de la manera más sencilla y económica posible y siempre, tiende a ser práctica dándo formas que contribuyen a la estabilidad individual y de conjunto. Son esféricos los mundos, tienen forma de inmensos platillos volantes las galaxias, podemos ver como las inmensas nebulosas se esparcen por el espacio interestelar formando nuevas estrellas y ese suceso se repite una y otra vez en nuestra Galaxia y en todas las demás. Todo es fruto de dos fuerzas contrapuestas que hace estable las cosas: Un átomo tiene el núcleo con los protones cargados positivamente y, la presencia de electrones con la misma carga negativa, hace posible que existan y se puedan unir para formar moléculas y éstas a su vez para formar cuerpos.

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Siempre está presente el jhecho de que pueda ocurrir un suceso en particular. Generalmente consideramos a la probabilidad como un axioma matemático que estima la tendencia que tiene algo a ocurrir en el universo físico. Pero la probabilidad es algo que existe en la naturaleza, embebida en las fluctuaciones cuánticas. Esto, en otras palabras, significa  que al tirar una moneda al aire, o al realizar cualquier acción, detonamos un proceso cuántico a nivel molecular que es el que determina de que lado cae. Lo interesante aquí es que se plantea que el mundo cuántico, con todas sus extrañas propiedades, define cualquier situación de la realidad  macroscópica.

No pocas veces hemos oído decir que el Universo surgió de una fluctuación del vacío, de la nada, y, lo cierto es que si surgió es porque había. Nada puede surgir de la NADA. Hay que prestar atención a lo que llamamos fluctuaciones que son desviaciones aleatorias en el valor de una cantidad sobre un valor medio. En todos los sistemas descritos por la mecánica cuántica aparecen las fluctuaciones, llamadas las fluctuaciones cuánticas -incluso en el cero absoluto de temperatura termodinámica como resultado del Principio de Indeterminación o Incertidumbre de Heisenberg-.

Un ejemplo de fluctuaciones nos lo ofrece la nebulosa Boomerang, ubicada a 5.000 años luz de la Tierra en la constelación de Centaurus, tiene una temperatura en centígrados de -272º C,  algo absolutamente inimaginable en términos terrestres. Las nebulosas planetarias, son estrellas nuestro Sol, pero que se encuentran en las fases finales de su vida y que han perdido ya sus capas exteriores. En el caso de la Boomerang, se trata de una nebulosa preplanetaria, inmediatamente antes de la fase planetaria con lo cual todavía no está ni siquiera lo suficientemente caliente como emitir radiación ultravioleta.

 

 

En cualquier sistema por encima del cero absoluto se presentan las fluctuaciones, llamadas fluctuaciones térmicas. Es necesario tener en cuenta las fluctuaciones para obtener una teoría cuantitativa de las transiciones de fase en tres dimensiones. Las fluctuaciones cuánticas pudieron ser las responsables de la formación de estructuras en el universo primitivo.

Podemos hablar de transiciones de fase al referirnos a las características de un sistema y los cambios que allí se producen. Algunos ejemplos de transiciones de fase son los cambios de sólidos a líquidos, líquido a gas y los cambios inversos. Otros ejemplos de transiciones de fase incluyen la transición de un paramagneto a un ferromagneto y la transición de un metal conductor normal a superconductor. Las transiciones de fase pueden ocurrir al alterar variables como la temperatura y la presión. Un ejemplo de transición de fase a “cámara lenta” -por lo que suele tardar-, es ver como una estrella como nuestro Sol, se convierte en gigante roja primero y en enana blanca después. Existen transiciones prohíbidas que, sin embargo, cuando el acoplamiento espín-órbita es tenido en cuenta… ¡se vuelven permitidas!, aumentando su intensidad con la intensidad del acoplamiento espín-órbita. Pero eso, es otra historia.

       La materia siempre está implicada cuando hablamos de fluctuaciones

¡Tiene y encierra tantos misterios la materia!…,  que estamos aún y años-luz de saber y conocer sobre su verdadera naturaleza. Es algo que vemos en sus distintas formas materiales que configuran y conforman todo lo material las partículas elementales hasta las montañas y los océanos. Unas veces está en estado “inerte” y otras, se eleva hasta la vida que incluso,  en ocasiones, alcanza la consciencia de SER. Sin embargo, no acabamos de dilucidar de dónde viene su verdadero origen y que era antes de “ser” materia. ¿Existe acaso una especie de sustancia cósmica anterior a la materia? Y, si realmente existe esa sustancia… ¿Dónde está?

Nos podríamos preguntar miles de cosas que no sabríamos contestar.  Nos maravillan y asombran fenómenos naturales que ocurren ante nuestros ojos pero que tampoco sabemos, en realidad, a que son debidos.  Sí, sabemos ponerles etiquetas , por ejemplo, la fuerza nuclear débil, la fisión espontánea que tiene lugar en algunos elementos como el protactinio o el torio y, con mayor frecuencia, en los elementos que conocemos como transuránicos.

A medida que los núcleos se hacen más grandes, la probabilidad de una fisión espontánea aumenta.  En los elementos más pesados de todos (einstenio, fermio y mendelevio), esto se convierte en el método más importante de ruptura, sobrepasando a la emisión de partículas alfa.

¡Parece que la materia está viva!

¿Y la Luz, qués es la Luz? Dicen que el día que sepamos descubrir los misterios que encierran el electrón (e-) -electromagnetismo-, el fotón (c), la velocidad d ela luz en el vacío -relatividad- y, el cuanto de Planc (h), la constante de Planck, ese día, se habrá conseguido despejar los más grandes misterios de la Naturaleza que están profundamente escondidos en lo que se llama alfa (α), la constante de estructura fina 1/137. Otra vez el dichoso número 137 puro y adimensional, un número que no lo inventaron los hombres y que está en la Naturaleza tal cual, cargado de mensajes que debemos desvelar.

Muchas son las cosas que hemos podido llegar a saber pero…, muchas más son las que desconocemos. Sabemos que el electrón y el positrón son notables por sus pequeñas masas (sólo 1/1.836 de la del protón, el neutrón, el antiprotón o antineutrón), y, por tal motivo, han sido denominados leptones (de la voz griega lepto que significa “delgado”). Sin embargo y a pesar de su aparente insignificancia, el electrón es tan importante para nosotros que, simplemente con que su carga variara una diezmillonésima, ¡los átomos no se podrían formar! Y, en ese caso, ¿Qué universo sería el nuestro?

Aunque el electrón fue descubierto en 1.897 por el físico británico Josepth John Thomson (1856-1940), el problema de su estructura, si la hay, no está resuelto.  Conocemos su masa y su carga negativa que responden a 9,1093897 (54)x10-31kg la primera y, 1,602 177 33 (49)x10-19 culombios, la segunda, y también su radio clásico. No se ha descubierto aún ninguna partícula que sea masiva que el electrón (o positrón) y que lleve  una carga eléctrica, sea lo que fuese (sabemos como actúa y cómo medir sus propiedades, pero aun no sabemos qué es), tenga asociada un mínimo de masa, y que es la que se muestra en el electrón.

thomson

                  Josepth John Thomson

Lo cierto es que, el electrón, es una maravilla en sí mismo.  El Universo no sería como lo conocemos si el electrón (esa cosita “insignificante”), fuese distinto a como es, bastaría un cambio infinitesimal para que, por ejemplo, nosotros no pudiéramos estar aquí .

(“Aunque no se trata propiamente de la imagen real de un electrón, un equipo de siete científicos suecos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Lund consiguieron captar en vídeo por primera vez el movimiento o la distribución energética de un electrón sobre una onda de luz, tras ser desprendido previamente del átomo correspondiente.

Previamente dos físicos de la Universidad Brown habían mostrado películas de electrones que se movían a través de helio líquido en el International Symposium on Quantum Fluids and Solids del 2006. Dichas imágenes, que mostraban puntos de luz que bajaban por la pantalla fueron publicadas en línea el 31 de mayo de 2007, en el Journal of Low Temperature Physics.

“En el experimento que nos ocupa y dada la altísima velocidad de los electrones el equipo de investigadores ha tenido que usar una nueva tecnología que genera pulsos cortos de láser de luz intensa (“Attoseconds Pulses”), habida cuenta que un attosegundo equivalente a la trillonésima parte de un segundo”.

¡No por pequeño, se es insignificante! Recordémoslo, todo lo grande está hecho de cosas pequeñas.

Haga clic para mostrar el resultado de "Louis de Broglie" número 12

Louis de Broglie

En realidad, existen partículas que no tienen en absoluto asociada en ellas ninguna masa (es decir, ninguna masa en reposo).  Por ejemplo, las ondas de luz y otras formas de radiación electromagnéticas se comportan como partículas (Einstein en su efecto fotoeléctrico y De Broglie en la difracción de electrones.) lo dejaron bien explicado.

Imagen ilustrativa de lo que pretender ser la dualidad onda-partícula, en el cual se puede ver (según se cree) cómo un mismo fenómeno puede tener dos percepciones distintas. Esta manifestación en de partículas de lo que, de ordinario, concebimos como una onda se denomina fotón, de la palabra griega que significa “luz”.

El fotón tiene una masa de 1, una carga eléctrica de 0, pero posee un espín de 1, por lo que es un bosón. ¿Cómo se puede definir lo que es el espín? Los fotones toman parte en las reacciones nucleares, pero el espín total de las partículas implicadas antes y después de la reacción deben permanecer inmutadas (conservación del espín).  La única que esto suceda en las reacciones nucleares que implican a los fotones radica en suponer que el fotón tiene un espín de 1. El fotón no se considera un leptón, puesto que este termino se reserva para la familia formada por el electrón, el muón y la partícula Tau con sus correspondientes neutrinos: Ve, Vu y VT.

Existen razones teóricas para suponer que, cuando las masas se aceleran (como cuando se mueven en órbitas elípticas en torno a otra masa o llevan a cabo un colapso gravitacional), emiten energía en forma de ondas gravitacionales.  Esas ondas pueden así mismo poseer aspecto de partícula, por lo que toda partícula gravitacional recibe el de gravitón.

La fuerza gravitatoria es mucho, mucho más débil que la fuerza electromagnética.  Un protón y un electrón se atraen gravitacionalmente con sólo 1/1039 de la fuerza en que se atraen electromagnéticamente. El gravitón (aún sin ) debe poseer, correspondientemente, menos energía que el fotón y, por tanto, ha de ser inimaginablemente difícil de detectar.

Tenemos que volver a los que posiblemente son los objetos más misteriosos de nuestro Universo: Los agujeros negros.  Si estos objetos son lo que se dice (no parece que se pueda objetar nada en contrario), seguramente serán ellos los que, finalmente, nos faciliten las respuestas sobre las ondas gravitacionales y el esquivo gravitón.

Un fenómeno de gran violencia galáctica

Imagen de un agujero negro en el núcleo de una galaxia arrasando otra próxima- NASA

La onda gravitacional emitida por el agujero negro produce una ondulación en la curvatura del espacio-temporal que viaja a la velocidad de la luz transportada por los gravitones. Tenemos varios proyectos en marcha de la NASA y otros Organismos oficiales que buscan las ondas gravitatorias de los agujeros negros, de colisiones estrellas de neutrones y de otras fuentes análogas que, según se cree, nos hablará de “otro universo”, es decir, nos dará información desconocida y sabremos “ver” un universo distinto…  ¡El reflejado por las ondas elecromagnéticas! que es el que ahora no conocemos.

¡Sorpresa!

 

El físico Stephen Hawking da una rueda de prensa ante los medios gallegos en el Porta do Camiño en su visita a Santiago de Compostela (A Coruña). / Andres Fraga

 

“Stephen Hawking y los agujeros negros están indisolublemente ligados. No es que los descubriera él, ni mucho menos, pero sus investigaciones e importantes aportaciones sobre estos exóticos objetos predichos teóricamente y detectados (por sus efectos) en el universo, se remontan a trabajos clave de hace más de cuatro décadas. Ahora afirma que no existen los agujeros negros, al menos como se entienden habitualmente. En su momento presentó un artículo, una prepublicación que aún no ha pasado el proceso normal de revisión científica, pero que inmediatamente ha ganado notoriedad. Lo firma él solo, tiene cuatro páginas (una de presentación, dos de argumento y la última de referencias) y lleva un título extraño:Conservación de la información y predicción meteorológica para los agujeros negros. Los físicos presentan habitualmente sus artículos en la web arXiv, donde son públicos, antes de someterlos al proceso de evaluación de expertos obligado su la publicación oficial.”

 

Lo cierto es que, sería una enorme decepción si se confirmara que los Agujeros Negros no existe. Es mucho lo que de ellos se ha escrito y muchas las horas y estudios e investigaciones que han sido realizadas acerca de estos exóticos objetos del Universo. Me pasa con ésta noticia como con aquella en la que alguien decía que el fotón no existía, o, que los electrones corrían más que los fotones. Ambas noticias, la del fotón y la del agujero negro, me parecen disparatadas, ya que, si no existen lo fotones ¿que es la Luz? y,  cuál es el cuanto o bosón intermediario del electromagnetiusmo? Y, en relación a los agujeros negros, ¿en qué se convierte una estrella masiva al final de su vida? ¿Qué hay más allá de las estrellas de neutrones? ¿Qué son esos focos de radiación que se detectan en el centro de las galaxias y que atraen hacia ellos descomunales cantidades de materia? ¡Parece que empezamos a desvariar!

Tendré que leer el artículo del Señor Hawking pero… ¡Tengo mis dudas de que acierte en sus predicciones!

emilio silvera

¿Cómo llegó la Vida a la Tierra?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Vida    ~    Comentarios Comments (0)

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“Los Cometas lo dieron y los cometas se lo llevaron”

Carl Sagan

Cuando se acerca un cometa a nuestro planeta, los astrónomos y aficionados están pendientes de su paso y los mejores telescopios tratan de capturar su imagen y estudiar sus peculiaridades, su linea de viaje, calculan cuando volverá o si se perderá para siempre. Los astrálogos sacan del suceso los más variopintos resultados y hacen al “pobre” cometa culpable de desgracias y catástrofes. Otros, los que menos ideas puedan tener de lo que un cometa es realmente, lo miran con aprensiòn y piensan que algún cataclismo nos acecha.

 A diferencia de los asteroides que viajan alrededor del Sol en órbitas circulares confinadas al cinturón de asteroides y al plano de la eclíptica, mientras que los cometas lo hacen en órbitas elípticas inclinadas al azar con respecto al plano de la eclíptica. Cuando un cometa se acerca al Sol, el calor solar vaporiza el hielo. Los gases liberados comienzan a brillar, formando una luminosa bola llamada coma. Empujados por el viento solar, estos gases luminosos forman una larga y brillante cola, en uno de los espectáculos más impresionantes que pueden contemplarse en el cielo nocturno.

Más de uno apuesta por el hecho de que, la Vida en el planeta Tierra, fue traída por algún Cometa que impactó con ella en el pasado. Si nos paramos a pensar un poco, caeremos en la cuenta de que, el hecho de que la Biblia sea tan buena lectura reside en que está llena de drama y espectáculo: fuego y azufre, señales en los cielos, diluvios, aguas que se separan, plagas y pestilencias. Si el mundo fue creado hace seis mil años, como muchos cristianos creían en un tiempo (y algunos aparentemente todavía lo creen). Dios habría estado verdaderamente ocupado en dar la forma actual a nuestro mundo, construyendo montañas y océanos, excavando valles, moviendo glaciares…

Cuando los geólogos del siglo XVIII trataron de explicar las montañas y los valles fluviales, los océanos salados y la glaciación, los estratos rocosos y los fósiles en términos de procesos físicos antes que de acción divina, se dieron cuenta de que serían necesarios muchos más de aquellos seis mil años para formar estos accidentes. Está claro que todos los accidentes de la Tierra han sido moldeados poco a poco por cambios sucesivos que se extendieron a lo largo de enormes períodos de tiempo. Son necesariosmuchos millones de años para asentar los sedimentos rocosos y levantar y erosionar las montañas.

Así que, el Diluvio de Noé, la vorágine volcánica y los rayos celestiales deben ser atribuídos a otros ámbitos más naturales que fueron bien explicados por Charles Lyell, en su libro publicado en 1830 con el título de Principios de Geología (el que se llevó Darwin como compañero de viaje en su viaje alrededor del mundo en el Beagle).

Falla Azores-Gibraltar

La Falla de Azores-Gibraltar o Falla transformante de Azores-Gibraltar, llamada también Zona de falla de Azores-Gibraltar, es una gran falla geológica que se extiende hacia el este desde el final del “rift” de Terceira en las Azores, prolongándose hacia el estrecho de Gibraltar hacia el Mar Mediterráneo. Esta forma parte del límite de placas entre la Placa Euroasiática y la Placa Africana. El tramo situado al este del Estrecho de Gibraltar está pobremente estudiado y es habitual considerarlo un límite “difuso”. En algunos puntos cerca de la Península Itálica algunos geólogos creen que la falla conecta con una zona de subducción donde la placa Africana está subduciendo lentamente por debajo de la placa Euroasiática.

Si miramos en retrospectiva, podemos ver que el uniformismo de James Hutton tenía un impulso ideológico: era una reacción contra contra las interpretaciones religiosas de la naturaleza. Al final, ha resultado ser una doctrina notablemente tozuda. La evidencia de catástrófes geológicas y biológicas repentinas fue obvia durante mucho tiempo, y pese a todo fue generalmente ignorada. Quienes llamaban la atención sobre esto tendían a ser llamados charlatanes. Cuando el respetado astrónomo Edmon Halley conjeturó en 1694 que un cometa podría chocar ocasionalmente con un planeta, su sugerencia no mereció ninguna atención. El astrónomo H.A. Proctor fue lo bastante temerario como para proponer que los cráteres de la lunares podrían ser el resultado de impactos de meteoritos.

      Seria raro que encontráramos un objeto espacial sin señales en su superficie

Si contemplamos la fotografía de planetas y lunas, todos, sin ecepción, nos muestran una imagen muy similar a la de la Luna con intensa formación de cráteres debidos a los impactos recibidos de cuerpos provenientes del espacio exterior: Mercurio y Marte proporcionan ejemplos excelentes. Estos cuerpos han conservado el registro de colisiones porque carecen de una atmósfera espesa y tienen poca actividad geológica. Por el contrario, la mayoría de los impactos en la Tierra…

La Tierra ha sido bombardeada en el pasado por cientos de meteoritos gigantes  que dejaron sus huellas por todo el globo terrestre. Muchos de esos cráteres siguen hablándonos de lo que pudo pasar, otros, con el tiempo han sido borrados del mapa y, sólo con profundos estudios han podido ser localizados. En algún caso bien conocido, su caída en el planeta, produjo extinciones célebres que, en parte, hicieron posible nuestra presencia aquí.

Manicouagan, Canada  El depósito de Manicouagan (lago Manicouagan) también conocido como el “ojo de Quebec”, es un lago anular en Quebec central, Canadá, que está situado dentro de los restos de un antiguo y erosionado cráter del impacto. Hace unos 212 millones de años, un asteroide de 5 kilómetros golpeó allí tierra y causó un agujero gigantecon un ancho de  100km. Ha sido erosionado desde entonces por el paso de glaciares y de otros procesos atmosféricos.

Como podeis observar si mirais las imágenes de aquellos cráteres que se formaron en la Tierra en el pasado lejano, han sido borrados por la erosión. Pero no todos. Al menos veinticinco lugares de impactos han sido positivamente identificados tan sólo en Australia. Estados Unidos tiene una de los cráteres más famosos, próximo a la ciudad de Winslow, en Arizona. Conocido como el Cráter del Meteoro o Cráter Berringer, tiene 1,2 Kilómetros de diámetro, cien metros de profundidad y treinta mil años de antigüedad. Se conocen cráteres mucho más grandes y más viejos. Se sabe que, fue hace entre 4.000 y 3.800 milllones de años, cuando se paso una fase de intensa violencia que creó los cráteres lunares.

                                                                                     Cráter Berringer

El periodo medio de la órbita del cometa Halley es de 76 años, pero no se pueden calcular las fechas con exactitud ya que la garvedad de los planetas mayores altera el periodo del cometa en cada vuelta. La órbita del Halley es retrógrada e inclinada 18 grados respecto de la eclíptica. Y, como la de todos los cometas, altamente excéntrica.El núcleo del cometa Halley mide aproximadamente 16 x 8 x 8 kilómetros. El núcleo del Halley es muy oscuro: su albedo es de sólo 0.03, por lo que es más negro que el carbón y uno de los objetos más oscuros del sistema solar. La densidad del núcleo del Halley es muy baja: unos 0.1 gramos/cm3, indicando que probablemente es poroso, quizá debido a la gran cantidad de polvo que queda después de que los hielos se sublimen.

El Halley es casi único entre los cometas, ya que es a la vez grande y activo, y tiene una órbita regular y bien definida. Ésto lo convierte en un objetivo relativamente fácil para los astrónomos, aunque no es el más representativo de los cometas.

           El cometa Halley volverá a acercarse al Sol en el año 2061. Arriba poemos contemplar el núcleo que, en realidad, es un iceberg en órbita

Se especula con la idea de que el Sistema Solar entero pasó por una intensa fase de bombardeo de grandes meteoritos y que fue debido a la destrucción de una luna o de algún cometa monstruoso. Desde el punto de vista de la vida, después de esta intensa andanada, la Tierra pudo quedar “sembrada” de sustancias orgánicas. Cuando la nave espacial Giotto pasó cerca del Cometa Halley en 1986, mostró un núcleo negro-alquitrán que contenía Carbono, Hidrógeno, Nitrógeno y Azufre. Los análisis de los granos de polvo que manaban de su parte frontal probaron que hasta una tercerqa parte era material orgánico

El origen de la vida en la Tierra aún esconde secretos para la ciencia. Uno de los puntos de debate es si los bloques de la química de la vida se formaron in situ o si llegaron a bordo de meteoritos. De ser cierta esta segunda hipótesis, sería más fácil explicar cómo surgieron las enormes y complejas moléculas bioquímicas, ya que nuestro planeta se habría encontrado con parte del trabajo hecho, incluyendo componentes posiblemente escasos en la Tierra primitiva. Pero, además, esta siembra de semillas químicas pudo disparar la evolución de la vida no sólo aquí, sino en lugares como Marte, cuya primera infancia fue muy similar a la de la Tierra.

El descubrimiento de que la Tierra sufrió agotadoras andanadas cósmicas hace 3.800 millones de años nos pone delante de un auténtico rompecabezas. Si hay que creer en el registro fósil, la vida estaba floreciendo ciertamente hace 3.500 millones de años, y posiblemente ya hace 3.850 millones de años. Dadas las funestas consecuencias de un impacto importante, ¿podría la vida haber sobrevivido durante el último bombardeo intenso?

         No, no será fácil saber como empezó todo realmente y de dónde procede ese comienzo que tantos han tratado de encontrar

Por desgracia, el rastro de evidencia se acaba precisamente cuando este problema se hace más interesante. Aunque los geólogos han encontrado cristales de zirconio aislados de 4.200 millones de años de antigüedad, y han inferido que algún tipo de corteza sólida debía haber existido en dicha época, las más antiguas rocas intactas encontradas datan de hace 4.030 millones de años. Los procesos geológicos han eliminado casi toda la evidencia de lo que pudio haber sido nuestro planeta antes de hace aproximadamente unos 3.800 millones de años. La Tierra se muestra reacia a ofrecernos secretos de su juventud. Sin embargo, las evidencias indirectas de las condiciones que había antes de hace 3.800 millones de años puiede estar justo debajo (¡incluso dentro!) de nuestras narices.

http://genemol.org/biomolespa/la-molecula-de-adn/nucleo-02.jpg

El ADN humano contiene a 6 mil millones de pares de bases de nucleótidos. Esto hace por lo menos dos metros de cadenas de ADN. Aquellas cadenas tienen que ser almacenadas dentro de ± 6 µ el núcleo clasificado de m de cada célula.: Claramente demasiado grande para caber en el núcleo. Hace falta pues un mecanismo que permita almacenar todo. Este mecanismo debería permitir a ciertas proteínas para tener acceso a las partes específicas del ADN y el puesto en otras partes. Los eucariotas utilizan los nucleosomas. Un nucleosoma está constituido de:± 200 pb de DNA.

2 moléculas de histona H2a
2 moléculas de histona H2b
2 moléculas de histona H3
2 moléculas de histona H4
1 molécula de histona H1

                                          Lo cierto es que la Luz  de las estrellas y la mano de la Naturaleza nos trajeron aquí

El ADN de nuestros cuerpos contienen un registro del pasado, porque nuestros genes han sido moldeados por circunstancias ambientales. Aunque el registro genético, como el registro geológico, ha quedado envuelto y oscurecido por los estragos del tiempo, no está completamente borrado. Sonsacando información de los genes, los microbiólogos pueden decir mucho sobre el ancestro universal que pudo haber vivido hace unos 4.000 millones de años, y con esta infromación podemos conjeturar algo sobre las condiciones que imperaban en aquella época. El mensaje que se extrae es una auténtica sorpresa.

Las primeras formas de vida en la Tierra, flotando en la proverbial espuma de los mares primordiales que finalmente dio lugar a los árboles, abejas y humanos, no es sólo un popular concepto darwiniano, sino también una premisa biológica esencial de la que dependen muchos investigadores como parte de las bases de su trabajo.

En el siglo XIX, Charles Darwin yendo más allá que otros, que proponían que podría haber un ancestro común para mamíferos u otros animales, y sugirió que había un ancestro común probablemente para toda la vida del planeta – plantas, animales y bacterias. Un nuevo análisis estadístico lleva esta suposición al banco de pruebas y ha encontrado que no sólo se mantiene a flote, sino que es extremadamente sólida.

¿No era algo obvio, desde el descubrimiento y descifrado del ADN, que todas las formas de vida son descendientes de un único organismo común — o al menos una especie basal? No, dice Douglas Theobald, profesor ayudante de bioquímica en la Universidad de Brandeis y autor del nuevo estudio, detallado en el ejemplar del 13 de mayo de la revista Nature. De hecho, dice: “Cuando me propuse esto, realmente no sabía cuál sería la respuesta”.

Imaginémos que pasaba durante la época de intenso bombaredeo cósmico. Todo gran impacto provocaba una gran convulsión global. La magnitud del desbarajuste era mucho peor incluso que el golpe que destruyó a los dinosaurios. En una época tan tadía como 3.800 millones de años, la Luna fue golpeada por un objeto de noventa kilómetros de diámetro, lo que produjo ujna colosal cuenca del tamaño de las Islas Británicas. Varios cataclismos similares han dejado señales en forma de cercos de montañas. Al ser mucho más grande, la Tierra debe haber sufrido docenas de colisiones de esta magnitud, ademásd de algunas otras que eran incluso mayores.

 PROYECTO DON QUIJOTE

¿Cómo podríamos nosotros parar a uno de estos? ¿Como Don Quijote a los molinos?

Si alguno como el de arriba se nos viene encima, siempre me viene a la memoria la imagen (con los medios que tenemos para poder solucionar el problema hoy) de que parecerémos como Don Quijote queriendo derribar aquellos Molinos con su pobre lanza. ¿Qué podríamos hacer? NADA, sólo pagar las consecuencias.

Podríamos continuar analizando más a fondo las consecuencias de lo que, un impacto de esta índole podría producir en la Tierra. Un cuerpo impactante de 500 kilómetros de diámetro escavaría un agujero de 1.500 kilómetros de diámetro y de unos 50 kilómetros de profundidad. Un enorme volumen de rocas quedaría vaporizado en una gigantesca bola de fuego que se extendería rápidamente por todo el planeta, desalojando la atmósfera y creando un horno global. La temperatura superficial ascendería a más de mil grados Celsius, lo que provocaría la ebullición de todos los océanos del mundo y fundiría las rocas hasta una profundidad de casi un kilómetro.

A medida que la atmósfera, aplastantemente densa y vapor supercalentado se enfriaban lentamente durante un período de algunos meses o años, empezaría a llover gotas de roca fundida. Pasaría todo un milenio antes de que pudiera haber lluvia normal, preludio de un gran aguacero de dos mil años (Un Diluvio) que finalmente rellenaria los océanos y haría volver el planeta a algún tipo de normalidad.

El “Tiempo” no me permite continuar con lo que todo esto supondría para la vida tal como la conocemos y, si después de un desastre así, volveríamos a estar presentes en éste mundo que hoy es nuestra casa. Ya sabeis, amigos míos, que la Naturaleza cuando actúa, no tiene en cuenta que nsootros estamos aquí.

emilio silvera

Lo importante es descubrir el Universo sin importar como

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

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Un Telescopio en el fondo del mar para observar el universo más recóndito

Un proyecto europeo impulsa la el mayor detector de neutrinos del mundo. Se sumergirá a 2.500 metros de profundidad en el Meditarráneo.

 

 

12.000 sensores submarinos barrerán un kilómetro cúbico de mar en busca de neutrinos. / Propriety KM3NeT Collaboration

El fondo del mar no parece ser el mejor lugar para instalar un telescopio. Y, sin embargo, es el emplazamiento idóneo para estudiar algunas de las zonas más recónditas del universo. Lugares de extraordinaria densidad o muy alejados en los que se producen algunos de los fenómenos más violentos del cosmos (explosiones de rayos gamma, núcleos de galaxias activas) escapan de los métodos de estudio convencionales y solo pueden ser analizados gracias a una tecnología que consiste en detectar neutrinos procedentes de lejanas galaxias para reconstruir los confines del espacio.

Los neutrinos son unas partículas que transmiten información muy valiosa, pero son muy escurridizos ya que apenas interaccionan con la materia. Por ello, los sensores capaces de detectar su rastro requieren de unas condiciones especiales que solo se dan en entornos de grandes volúmenes de hielo o agua. Un proyecto europeo con participación española ha diseñado el que será el mayor telescopio de neutrinos del mundo. El dispositivo -que funciona como una red de sensores- se comenzará a instalar este año a más de 2.500 metros de profundidad en distintos puntos del Mediterráneo.

 

 

Con una inversión prevista de 150 millones de euros, estará a pleno rendimiento en 2020. Hace menos de dos años, un equipo similar (el IceCube), emplazado en el hielo de la Antártida consiguió identificar por primera vez neutrinos de origen cósmico de alta energía. En el Mediterráneo, un proyecto de menor tamaño (Antares) lleva funcionando desde 2007 y ha servido de banco de pruebas del futuro KM3NeT (acrónimo en inglés de telescopio de neutrinos de un kilómetro cúbico, en referencia al volumen de agua que analizará). Un centenar de investigadores de las 40 instituciones que participan en esta iniciativa –procedentes de 10 países- se reunieron recientemente en Valencia para preparar la puesta en marcha de este nuevo telescopio.

 

 

 

Registro del neutrino de más alta energía captado en el observatorio IceCube, en la Antártida. / IceCube Collaboration

 

“El mensajero por excelencia de la información del universo es la luz [los fotones], sobre ella se basa la astronomía”, explica, Juan José Hernández Rey, del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), un centro mixto del CSIC y la Universitat de València que lidera la participación española. “Ello incluye tanto la luz visible como todo el espectro electromagnético, desde los infrarrojos hasta los rayos X o los gamma”, añade. También sirven para estudiar el espacio los rayos cósmicos que llegan a la tierra (protones y núcleos atómicos).

Pero a alta energía, los neutrinos tienen importantes ventajas sobre ellos: no son absorbidos por la materia intergaláctica, ni por la que rodea a las fuentes que los generan. Además, como no cuentan con carga eléctrica, sortean los campos magnéticos sin desviarse. Por ello, pueden atravesar zonas muy densas, cargadas de materia, y cruzar enormes distancias sin transformarse.

Estas propiedades hacen posible reconstruir fielmente la dirección de donde proceden a través de su trayectoria y obtener datos muy valiosos de su procedencia. Pero también complican  extraordinariamente que se les pueda dar caza. Es muy difícil que colisionen con la materia y así registrar su paso. En todo caso, a pesar de que se trata de un fenómeno muy infrecuente, a veces sucede.

 

Lanzamiento de los módulos de detección al mar antes de desplegarlos en hileras. / Propriety KM3NeT Collaboration

 

En estos casos excepcionales, un neutrino interacciona con la materia, choca contra el núcleo de un átomo y surge otra partícula secundaria denominada muón. Esta partícula elemental genera una onda luminosa, una luz azulada denominada luz de Cherenkov. Se trata del mismo tipo de radiación electromagnética que se produce en las piscinas de las centrales nucleares que dan a estas instalaciones un tono casi fluorescente. Es un destello tenue y fugaz, casi imperceptible.

Este fenómeno solo es visible en el agua o el hielo. Al ser tan poco frecuente, cuantas mayores sean las cantidades de materia (en este caso, de agua) sometidas a observación, más fácil será cazar a los escasísimos neutrinos que generen la luz que revela su presencia.

Por ello se despliegan grandes redes de detectores dispuestos en línea (una especie de collares con cuentas colgantes). El prototipo ya en marcha, Antares, está situado a unos 40 kilómetros de las costas de Marsella y consta de 12 líneas que contienen un total de 1.000 sensores ultrarrápidos capaces de registrar estas señales luminosas. El objetivo del KM3NeT es emplear hasta 12.000 detectores capaces de vigilar simultáneamente un kilómetro cúbico de agua en busca de que se produzca este pequeño destello. Para ello, se anclarán nuevos módulos frente a Sicilia, cerca de Catania, además de Marsella.

Para evitar la contaminación de otras fuentes de luz o las interferencias de los rayos cósmicos que bombardean la superficie terrestre, los equipos se encuentran sumergidos a gran profundidad. A partir de algo más de 700 metros -depende de la turbidez del agua- los rayos del sol ya no son perceptibles. Pero puede haber especies submarinas bioluminiscentes e incluso otras fuentes de radiación, como el potasio 40, que es muy frecuente en toda la Tierra, capaces de engañar a los sensores. Para esquivar todo este ruido lumínico, los equipos se instalan entre los 2.000 y los 3.500 metros bajo la superficie del mar. Curiosamente, los neutrinos que se detectan son los que provienen de las antípodas. Cruzan la masa de agua, las distintas capas de la Tierra, salen de nuevo al mar e interaccionan cerca del telescopio produciendo un muón, cuyo destello Cherenkov revelará su presencia.

Frente al proyecto IceCube de la Antártida, Hernández Rey destaca que la iniciativa europea cuenta con varias ventajas. “El agua ofrece mayor resolución que el hielo”, indica. Pero además, “al estar en el hemisferio norte podemos ver el centro de nuestra galaxia”, por lo que la iniciativa europea “aún siendo complementaria, es más competitiva”. La primera fase debe estar acabada a finales del año que viene: se desplegarán 30 líneas con 2.500 detectores de los 12.000 previstos.

Nubes moleculares gigantes

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Nebulosas    ~    Comentarios Comments (2)

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La Nebulosa del Capullo desde CFHT

¿Quién sabe como podría ser aquella Nebulosa de la que surgió el Sistema Solar? ¿Sería como ésta que llaman, por su forma, del Capullo? Algunas veces me da que pensar nuestra presencia aquí, en el planeta Tierra y, con la imaginación, viajo hacia muy atrás en el tiempo, “veo” una estrella masiva que, llegado al final de su ciclo en la secuencia principal, expulsa sus capas exteriores de materia al espacio interestelar que, en ese momento, ha sido sembrado del gas y el polvo del que, millones, o miles de millones de años más tarde, surgiría nuestro Sistema Solar.

Hace mucho tiempo ya que la Humanidad sueña con la conquista del espacio exterior y, para ello, lo primero que tenía que hacer era conocer lo que el Espacio es. Desde la lejanía se miraban las estrellas lejanas y eran muchas las preguntas que no se podían contestar. Más tarde, llegaron Galileo y otros antes y después, que con su ingenio pudieron desvelar muchos de aquellos misterios. Los grandes telescopios nos llevaron hacia el cielo profundo en las lejanas regiones del Universo y, entre otras muchas cosas, pudimos descubrir que más de cien moléculas diferentes “vivian” en las densas nubes de gas y polvo del medio interestelar. Muchas de ellas, para nuestro asombro, eran vitales para la formación y el surgir de la vida tal como la conocemos.

Los astrónomos tienen localizadas una buena variedad de Nubes Moleculares Gigantes en las que están presentes una rica variedad de moléculas interestelares que, no pocas veces, son las precursoras de la vida. Son Nubes masivas de gas y polvo interestelar compuesto fundamentalmente por moléculas. Su diámetro típico es de más de 100 años-luz y las masas varian entre unos pocos cientos de miles hasta diez millones de masas solares. Las NMGs (Nebulosas moleculares gigantes) consisten mayoritariamente en moléculas de Hidrógeno (H2, 73% en masa), átomos de Helio (He, 25%), partículas de polvo 1%, Hidrógeno atómico neutro (H I, menos del 1%) y un rico cóctel de moléculas interestelares (menos del 0,1 %).

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Arriba podemos contemplar la grandiosa Nebulosa Molecular Orión. Nuestra Galaxia contiene más de 3 000 NMGs, estando las más masivas situadas cerca de la radiofuente Sagitario B2 en el Centro Galáctico. Comprenden la mitad de la masa de toda la materia interestelar, aunque ocupan menos del 1% de su volumen. La densidad de gas promedio es de unas pocas miles de moléculas por cm3.

Las Nebulosas Moleculares Gigantes se encuentran mayoritariamente en los Brazos Espirales de las galaxias de disco, y son el lugar de mayor nacimioento de estrellas masivas. Este tipo de Nebulosas perduran durante más de 30 millones de años, tiempo durante el cual, sólo una pequeña fracción de su masa es convertida en estrellas. La Nebulosa Molecular Gigante más próxima a nosotros se encuentra en Orión, y está asociada a la Nebulosa de Orión que más arriba podéis ver con sus claros y llamativos colores rojo, azulado y el espeso marrón oscuro molecular, todo ello, adornado por estrellas que brillan ionizando extensas regiones con sus potentes radiaciones ultravioletas.

Arriba una imagen de NGC 7822 que se asemeja a una gran boca abierta llena de estrellas nuevas. Dentro de la nebulosa, bordes brillantes y formas oscuras se destacan en este paisaje colorido. Oxígeno atómico, hidrógeno y azufre en tonos azul, verde y rojo. Aquí se forman estrellas de manera continuada y van transformando el lugar con los fuertes vientos solares y la radiación de estrellas masivas. Con un diametro de 60 años-luz, la Nebulosa perdura en el espacio interestelar como si de un laboratorio natural se tratara, creando nuevos objetos y transformando la materia. Ahí se mezclan los gases Hidrógeno, Helio, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno y otras pequeñas porciones de otros elementos que, forman moléculas que, a veces, alcanzar el nivel necesario para convertirse en los ladrillos necesarios para la vida.

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Hermosa Nube Molecular en la Constelación de Cefeo donde ya se han creado cientos de miles de estrellas. Las Nebulosas son el producto residual de las estrellas gigantes y masivas cuando llegan al final de sus vidas y explotan en Súper-Novas, las capas exteriores de la estrella salen eyectadas hacia el espacio interestelar para formar la Nebulosa mientras que, la parte principal de la masa, implosiona, es decir, se contrae sobre sí misma bajo el peso de su propia masa para formar una estrella de neutrones o un agujero negro.

Descubren objetos de masa planetaria en Orión. Particularmente interesantes son las moléculas orgánicas que se encuentran de manera generalizada en las nubes interestelares densas de nuestra Vía Láctea. Alcoholes, éteres, e incluso algún azúcar simple (como el glicoaldehído) poseen abundancias significativas en tales nubes. La detección de la glicina, un aminoácido simple, en el espacio interestelar se viene intentando desde hace varios años. Pero aunque se tienen indicios muy positivos sobre su presencia en el espacio -algunos meteoritos la tienen presente-, su detección todavía ha de ser confirmada de manera inequívoca. La posibilidad de que existan aminoácidos en el espacio puede tener consecuencias de gran importancia para nuestra comprensión del origen de la vida. Aminoácidos simples, como la glicina, son los ladrillos con los se construyen las cadenas de proteínas y éstas, a su vez, son los constituyentes del ADN.

emilio silvera

La Imagen del Día

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Noticias    ~    Comentarios Comments (1)

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Plutón y Carante, es la imagen del día

Caronte, el principal satélite de Plutón, es tan grande en relación al planeta que casi deberíamos hablar de un planeta doble. De hecho la influencia gravitatoria entre ambos hace que siempre se muestren la misma cara uno a otro, como ocurre con la Luna con respecto a la Tierra. Excepto que en el caso de Plutón y Caronte, el bloqueo es mutuo.

La foto que distribuyó ayer la NASA es la que mejor muestra el hemisferio de Plutón que siempre mira a Caronte. La trayectoria que sigue la sonda hace que esta foto sea única: todas las que se obtengan durante el sobrevuelo de la sonda New Horizons, que hoy llega al planeta, corresponderán al hemisferio opuesto.

New Horizons es una sonda de sobrevuelo, no orbital. Hoy, sobre las dos de la tarde, hora peninsular española, pasará de largo ante Plutón y Caronte, y acumulará toda la información que pueda. No se conocerá información adicional, probablemente, hasta la madrugada española.

Probablemente la calidad de la imagen enviada ayer haya decepcionado a más de uno. Se ven detalles, sí, pero muy confusos. Hay trazas de barrancos y cráteres pero no es fácil distinguir la naturaleza de las famosas manchas oscuras espaciadas regularmente alrededor de su ecuador. Porque lo que se ve casi en el centro del disco es el polo norte.

Por cierto que Plutón tiene su eje de rotación inclinado más de 100 grados. Es como una pelota que rueda a lo largo de su órbita. Sólo el planeta Urano tiene un comportamiento parecido. El resultado son unas estaciones y una secuencia de días y noches de lo más extraño. En los polos, día y noche no duran seis meses, como en la Tierra, sino más de un siglo. Durante la noche, el frío es tan intenso que su escasa atmósfera se congela sobre el suelo.

Dos razones explican la aparente baja calidad de estas imágenes. Primero, la relativa distancia a que todavía se encontraba la nave (más de cuatro millones de kilómetros o sea, unas diez veces la que separa la Tierra y la Luna). Y, segundo, el bajísimo nivel de luz disponible: el Sol, a más de cinco horas-luz de distancia, es poco más que una estrella muy brillante. A pleno mediodía en Plutón, no hay mucha más claridad que durante las horas posteriores al ocaso en la Tierra. De hecho, parte de la iluminación de esta foto corresponde a luz reflejada por Caronte.

Los resultados deberán ser muy distintos cuando se reciban las fotos obtenidas durante la máxima aproximación. Eso será hacia la madrugada del miércoles, cuando se reciba una selección de los datos obtenidos. En ellas se espera distinguir detalles del tamaño de un campo de fútbol.

Pero hoy por hoy, nadie tiene realmente idea de las sorpresas que pueden depararnos.

Fuente: El País