jueves, 29 de julio del 2021 Fecha
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Nosotros y el Universo

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y... ¿nosotros?    ~    Comentarios Comments (0)

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     No importa lo que pueda ser: Una montaña, un Valle, el Océano, un León o una Galaxia

Todo está hecho de esas pequeñas partículas que conocemos por Quarks y Leptones que forman los átomos y la materia, todos elementos y formas que existen en nuestro Universo conocido. Muchas veces hemos podido contemplar aquí esta maravillosa imagen en la que la estrella masiva IRS 4 comienza a desplegar sus alas. Nacida hace sólo unos 100.000 años, se podría decir que esta estrella es una recién nacida. La nebulosa se llama  Sharpless 2-106 (S106). El gran disco de polvo y de gas que orbita la fuente infrarroja IRS 4, visible en rojo oscuro cerca del centro de la imagen, da a la nebulosa la forma de un reloj de arena o de una mariposa.

He procurado estudiar el Universo y he llegado a una conclusión que me lleva a preguntar: ¿aparte de átomos y espacio vacío… , qué existe?  ¿Es todo lo que existe en el Universo fruto del Azar y de la Necesidad como decía Demócrito?  León Lederman decía:

El Modelo nos habla de partículas elementales e interacciones, la Gravedad, no quiere estar presente.

“Todo lo que hay en el universo pasado o presente, del caldo de pollo a las estrellas de neutrones, podemos hacerlo con sólo doce partículas de materia. Nuestros á-tomos se agrupan en dos familias: seis quarks y seis leptones. Los seis quarks reciben los nombres de up (arriba), down (abajo), encanto, extraño, top (cima) o truth (verdad) y bottom fondo) o beauty (belleza). Los leptones son el electrón, tan familiar, el neutrino electrónico, el muón, el neutrino muónico, el tau y el neutrino tau.”

Tanto el uno como el otro -Demócrito y Lederman-, se dejaron cosas por detrás, y no cayeron en la cuenta de que, además de átomos formados por partículas infinitesimales que conforman el universo que conocemos, además digo, también están presentes los pensamientos y… ¡los sentimientos!

La imagen más antigua de nuestro universo

Ciento veinticinco mil millones de galaxias forman nuestro inmenso Universo y, todo ello, está formado por esas diminutas partículas que interaccionan con las cuatro fuerzas fundamentales que conocemos. Todo ello se configura en una enorme estructura: El Cosmos conocido lleno de galaxias formadas por estrellas, nebulosas y mundos que hacen posible la vida en toda su diversidad conocida y presentida.

Conocemos bien nuestro entorno, y contemplamos el “lucero de la mañana” que está materializado por el planeta Venus, sabemos del caluroso Mercurio, el pequeño planeta compuesto en su gran mayoría por hierro. Marte con su imagen rojiza y familiar, donde las tormentas de arena y los tornados, los inmensos volcanes y los inconmensurables cañones lo hacen destacar del resto de los planetas conocidos en nuestra vecindad. Júpiter, con su eterna tormenta roja que es tres veces más grande que la Tierra y lleva cientos de años removiendo, inclemente, las grandes turbulencias que se ven en la superficie. ¡Saturno! la imagen que todos tenemos en la mente con sus inconfundibles anillos, y, la Cassini-Huygens nos llevó a Titán, su satélite más grande en el que podemos encontrar un paisaje semejante al que presentaba la Tierra hace millones de años. Sin embargo, sus ríos, lagos y océanos son de metano líquido. ¿Habrá allí alguna clase de vida?

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Navegar por ese fantástico pequeño mundo es sólo una fantasía (hoy) Titán con océanos de metano

Pero vayamos algio más lejos, sigamos el viaje durante noventa mil millones de kilómetros hasta llegar a la constelación de de Épsilon Eridani en la que unos espectáculares anillos de tierra y hielo nos recuerdan a nuestro propio sistema solar de hace unos 4,5 millones de años. Más allá, nos encontramos con la estrella Gliese 581.

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Sí, Gliese 581 tiene algun planeta parecidos a la Tierra. Gliese con casi la misma edad que nuestro Sol nos muestra el planeta que contemplamos en la imagen,  está situado a una distancia bastante aceptable para hacer posible la vida.

Pasando los Pilares de la Creación (título de la foto tomada por el Telescopio Hubble de una serie de columnas de gas y polvo interestelar en la Nebulosa del Águila), nos quedamos fascinados contemplando la profundidad de estas nube donde nacen enormes estrellas, que dan luz y quizá vida al universo.

Todo ese recorrido y mucho más que imaginemos hacer, amigos míos, está conformado por inmensos espacios vacíos y objetos que componen diversas figuras y tienen múltiples propiedades que, en definitiva, siguen siendo Quarks y Leptones que, en cada caso (estrellas, nebulosas o mundos), han sido mezclados en la debida proporción para que todo eso sea posible.

El viaje podría ser alucinante y veríamos cosas que nos llenarían de asombro. Aprenderíamos mucho más que mirando por el telescopio y, de la misma manera que una lengua se aprende viajando al pais de origen, también visitar el Universo nos diría cómo es realmente. La teórica está bien pero… ¡Estar en esos lugares!

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Lo cierto es que los Quarks son objetos muy abstractos y mucho más difíciles de visualizar que los átomos de los que tenemos una imagen, más o menos concreta. Nadie ha podido ver nunca un quarks libre y, su existencia se ha detectado de manera indirecta en las pruebas con aceleradores que, al enviar los datos de sus resultados en forma de ceros y unos, han dado a los físicos experimentadores la certeza de su presencia dentro de los hadrones: Bariones y Mesones. Si miramos en cualquier sitio nos dirán:

“En física, el modelo de quarks es un esquema de clasificación de hadrones en términos de sus quarks de valencia, p.e. el quark (y el antiquark) que den lugar a números cuánticos de hadrones. Estos números cuánticos son las etiquetas de identificación de los hadrones y son de dos tipos. Vienen de la simetría de PoincaréJPC(m) (donde J es el momento angular, P la paridad intrínseca, y C la paridad de carga conjugada). El resto son números cuánticos de sabor tales como el isospín, I. Cuando tres sabores de quarks son tomados en cuenta, el modelo quark es también conocido como las ocho maneras, después el octeto de mesones de la figura.” -Arriba-.

Está claro que los protones y neutrones y demás bariones, así como los piones y kaones y demás mesones, se comportan como si estuvieran formados por Quarks y anti-quarks.

Sí, tenemos un modelo para describir el mundo de lo muy grande y otro para describir el mundo de lo muy pequeño y, en el centro de los extremos, estamos nosotros que miramos para un lado y otro hasta perder de vista, en el horizonte infinito, las inmensas galaxias y los diminutos átomos que conforman la materia conocida.

Nuestra ignorancia, a pesar de lo que podamos creer, sigue siendo infinita. Por fuerza la cosmología conduce a cuestiones fronterizas entre ciencia experimental, filosofía y…, religión. No es solo el caso de los sabios antiguos. También los físicos de hoy se plantean preguntas de esa clase, sobre todo a propósito del llamado “principio antrópico”. A partir de los conocimientos actuales, este principio señala que las leyes y magnitudes físicas fundamentales parecen cuidadosamente afinadas para que la formación y el desarrollo del universo pudieran dar lugar a la vida en la Tierra y en otros planetas idóneos para acogerla.

 El Sol, dentro de 4.500 millones de años podría como estas nebulosas planetarias

Algunas veces nos podríamos preguntas: ¿Para qué tántos sueños? Si inmersos en un vasto Universo de dimensiones “infinitas” para nosotros, al final del camino, miramos las imágenes de arriba y eso es lo que podría quedar de nuestro Sol, una insignificante Nebulosa Planetaria y, la consecuencia de tal transición de fase será, una Tierra sin vida y un Sistema solar de objetos muertos. ¿Dónde iremos nosotros cuando se acerque ese momento en el que, nuestro Sol agonice?

http://www.cubadebate.cu/wp-content/uploads/2010/04/telescopio-espacial-hubble.jpg

El camino ha sido largo y el tiempo que separan las imágenes que podemos contemplar, nos lleva a pensar que, si podemos continuar el desarrollo de nuestras mentes, si nos da tiempo a evolucionar lo suficiente sin que ocurra ningún percance irreparable… Entonces amigos míos, sí podremos hablar de “los señores del espacio”, dado que, la Ciencia avanza a un ritmo exponencial y, hemos podido llegar hasta los Quarks y las Galaxias, es decir, ¡hemos hecho un largo viaje desde la copa de los árboles hasta los pensamientos!

Hablamos de espacio interior (dentro de los átomos) y de espacio exterior donde moran las galaxias, hablamos de lo que pueda ser ¡el Tiempo! y, nos entretenemos elucubrando sobre supercuerdas en universos de dimensiones extra, de materia oscura que arrastra las galaxias hasta un infinto espacio sin fin, de paralelos universos múltiples en burbujas encadenas surgidas de fluctuaciones de vacío espacio-temporal, de ¿imposibles? viajes a través de agujeros de gusano y…, yo pienso que:

El progreso de la ciencia es el descubrimiento a cada paso que damos, de un nuevo orden, que le dará unidad a todo aquello que, desde siempre, hemos creído desunido, cuando en realidad, todo forma parte de la misma cosa, todo está conectado y nada, en nuestro Universo, está solo y aislado por mucha que sea la distancia que lo separe de todo lo demás, de lo que, de manera irremediable, forma parte.

Hemos inventado complejos ingenios que nos llevan hasta el corazón mismo de la materia, nos hace retroceder en el tiempo hasta que el Universo tenía menos de un minuto de edad, en los experimentos que ahí se llevan a cabo, se reproduce, en miniatura, lo que imaginamos que pudo pasar cuando el universo surgió ¿a la vida? y con él nació también el Tiempo y el Espacio… Mucho, mucho, mucho, muchímo tiempo después, pudimos llegar nosotros que, como decimos antes, pudimos evolucionar -no sin mucho trabajo y dificultades- para hacer posible, algunas de las maravillas que hoy, son una realidad.

Diagrama del Hubble.

De la misma manera, también ideamos esas estructuras maravillosas que llamamos telescopios y que, al igual que los aceleradores, nos permiten viajar, hacia el infinito pasado, y, de esa manera contemplar, estrellas y galaxias que fueron, que son y que serán más allá del tiempo sin fin, cuando todo quede congelado en ese frío aterrador que marcará la quietud eterna, la no vida, la energía congelada inservible para continuar haciendo trabajo, cuando la Entropía será la única dueña y señora de todo lo que exista, y, para cuando eso llegue, los seres humanos o no, que puedan llegar a existir en ese lejano tiempo, podrán, sinduda, escapar a otros universos que, como ahora el nuestro, les pueda dar cobijo.

Los ojos que miran desde los confines del universo

No conviene, mientras tanto, olvidar lo más importante: ¡Que no sabemos! Si somos conscientes de eso, es posible, sólo posible, que el camino que nos queda por andar sea fructífero y positivo para una especie que, aunque como la nuestra, hizo un largo recorrido,   aún le queda el camino más largo por recorrer… Si la Naturaleza lo permite.

emilio silvera

No estamos seguros

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

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Europa planea una misión espacial para desviar la luna de un asteroide

El proyecto AIM, en colaboración con la misión DART de la NASA, combina una maniobra de protección planetaria con la investigación científica y los ensayos tecnológicos

 

“Un asteroide es un cuerpo rocoso, carbonáceo o metálico más pequeño que un planeta y mayor que un meteoroide que gira alrededor del Sol en una órbita interior a la de Neptuno. La mayoría orbita entre Marte y Júpiter en la región del sistema solar conocida como cinturón de asteroides, otros se acumulan en los puntos de Lagrange de Júpiter y la mayor parte del resto cruza las órbitas de los planetas.”
Ilustración de la misión AIM, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), en el sistema binario de asteroides Didymos.rn rn
Ilustración de la misión AIM, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), en el sistema binario de asteroides Didymos. ESA- ScienceOffice.org

El asteroide binario Didymos, compuesto por un cuerpo principal Didymain, de unos 800 metros de diámetro, y una pequeña luna a su alrededor, Didymoon, de 170 metros, es un objetivo idóneo para ensayar una operación espacial que podría ser de importancia capital en el futuro para nuestro planeta: desviar un cuerpo del Sistema Solar en trayectoria de colisión con la Tierra. Por ello, expertos de la Agencia Europea del Espacio (ESA) han elegido este sistema binario como objetivo de la misión AIM (Asteroid Impact Mission), que debería partir en octubre de 2020 para llegar a Didymos en junio de 2022, cuando se acercará hasta unos 16 millones de kilómetros de la Tierra.

La AIM tiene un triple interés ya que ofrece “muchas posibilidades de hacer ciencia, ensayar la deflación de un asteroide –una operación de protección planetaria- y realizar pruebas tecnológicas”, valora Mariella Graziano, directora de área de Sistemas Espaciales de la empresa española GMV, con gran implicación en el proyecto. La misión, con el desarrollo ya avanzado, está aún pendiente de recibir la luz verde definitiva en la próxima reunión de ministros de la ESA, que se celebrará el próximo diciembre en Luxemburgo, explicó Graziano durante la presentación de la AIM celebrada recientemente en la sede de GMV en Tres Cantos (Madrid). Unos días antes se desarrollaron unas jornadas dedicadas a los aspectos técnicos de la misión en el centro tecnológico de la ESA, ESTEC, en Holanda.

El coste de la AIM ascendería a unos 200 millones de euros (por parte de la ESA) y se realizaría complementando la misión DART de la NASA, responsable de enviar el objeto que impactaría en el asteroide para desviarlo, mientras los equipos europeos estudiarían el choque y los efectos.

El plan europeo incluye hacer descender una sonda hasta el suelo del asteroide, la Mascot-2 de la agencia espacial alemana DLR, también socia del proyecto, así como soltar unos pequeños satélites denominados cubesat, que cumplirían diferentes objetivos de investigación científica. Y una de las facetas tecnológicas más novedosas de la misión sería la demostración en el espacio de un sistema de comunicación óptica bidireccional tanto entre los distintos elementos de la AIM como con el centro de control en la Tierra; además, este sistema también puede ser utilizado como láser-altímetro para medir la distancia entre la sonda espacial y la superficie del asteroide.

 

 

Ensayos realizados en la empresa GMV (Madrid) con una cámara espacial, montada en un brazo robótico que se desplaza hacia un modelo de asteroide, para ensayar el software de navegación de la misión AIM.
Ensayos realizados en la empresa GMV (Madrid) con una cámara espacial, montada en un brazo robótico que se desplaza hacia un modelo de asteroide, para ensayar el software de navegación de la misión AIM. ESA/GMV

El impacto del DART (Double Asteroide Redirection Test) de la NASA se ha de producir no contra Didymain, sino contra su luna, Didymoon. Aunque parezca una rara elección, porque sería más difícil atinar a un cuerpo más pequeño que a uno de mayor tamaño, la estrategia responde a una razón obvia: al desviar la luna es posible medir con precisión el resultado respecto al asteroide mayor, explica Andrea Pellacani, responsable de esta misión en GMV. “Nunca se ha enviado una misión a un asteroide en un sistema binario”, recalca.

El plan es estudiar el sistema binario antes de la llegada del DART y después del impacto. Los datos que se pueden recabar deben ayudar a diseñar técnicas de desvío de sus órbitas de objetos celestes –de especial interés son los cercanos a la Tierra- que pueden suponer una amenaza. Hay que tener en cuenta que, por ahora, pese a que se trabaja en ideas y proyectos, no hay un sistema de protección que capaz de desviar un cuerpo en trayectoria de colisión con nuestro planeta.

“Hoy en día tenemos la tecnología para cambiar el rumbo de un asteroide, pero necesitamos probarla en el espacio y comprobar si nuestros modelos son correctos midiendo todos los parámetros relevantes”, señala Ian Carnelli, jefe de la AIM.

Este proyecto en concreto es heredero de otro, bautizado Don Quijote, diseñado y propuesto por la empresa española Deimos, que la ESA seleccionó hace tiempo para su fase de estudio, pero que no ha recibido luz verde aún. Don Quijote se concibió como una misión con dos satélites lanzados al espacio a la vez: un impactador, que chocaría contra un asteroide, y una nave de observación del objeto celeste que tomaría datos antes y después de la colisión.

Pese a que la AIM es una misión más pequeña que Don Quijote, abarca varios objetivos y está compuesta por diferentes equipos y actividades en el espacio. El plan es que la nave principal suelte el módulo de descenso Mascot-2 para que aterrice en la luna Didymoon; el Mascot-1 viaja ahora a bordo de la sonda japonesa Hayabusa-2 con destino al asteroide Ryugu, al que llegará en julio de 2018, según informa la ESA.

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En este aspecto del aterrizaje, la AIM también es heredera de otra misión, la Rosetta, que la ESA ha realizado con éxito en el cometa Churyumov-Gerasimenko. La sonda europea no solo se puso en órbita del cometa y lo acompañó durante su recorrido más cercano al Sol, sino que envió al suelo el módulo alemán Philae.

“Rosetta ha realizado el primer análisis geofísico detallado de un cometa, ha obtenido las primeras imágenes detalladas, ha estudiado el efecto de la erosión y la actividad, ha realizado el primer sondeo mediante radar del interior de un cometa…”, recordó Nicolas Altobelli, científico del departamento del Sistema Solar de la ESA, en la conferencia organizada por GMV en Madrid. Además, “Rosetta es un precursor de [los sistemas] de protección planetaria”, añadió Andrea Accomazzo, responsable de misiones planetarias de la agencia europea.

Durante el acto, los especialistas de GMV mostraron en sus instalaciones los ensayos que realizan con una cámara montada en un brazo robótico y apuntada hacia un modelo del pequeño asteroide (los expertos tienen datos científicos con las dimensiones a escala 1:1800 de Didymoon), que sería la diana tanto del impactador DART como del módulo de descenso Mascot-2. La empresa española aporta a AIM el análisis de misión, es decir, el sistema de guiado, navegación y control, y contribuye al diseño de las operaciones en tierra. Asimismo está trabajando en uno de los cubesat preseleccionados.

asteroide

No menos importante que en ensayo de desviación de un objeto del Sistema Solar es la vertiente científica de AIM, insisten sus responsables. “Al visitar un asteroide binario y estudiar su estructura interna, la misión hará gran ciencia revelando, de una vez por todas, como se forman estos cuerpos, lo que está profundamente unido a las teorías que describen los procesos subyacentes de la formación de nuestro Sistema Solar y de anillos planetarios como los de Saturno”, afirma Carnelli. “Hasta ahora no se ha logrado ninguna medida para comprender esa formación de los asteroides o para desvelar su estructura profunda, aunque se han desarrollado varias teorías, cada una con diferentes resultados”, añade. “La AIM arrojará luz, por fin, sobre esos modelos y también permitirá predecir la población total de asteroides”.

Varios de los objetivos científicos de la misión pueden ser cumplidos por los pequeños satélites concebidos para ser desplegados en el sistema binario Didymos. Por ahora, la ESA ha preseleccionado cinco candidatos de cubesat, para elegir al final los más eficaces. Las ideas propuestas abarcan desde el estudio de cerca de la composición de la superficie del asteroide, la medición del campo gravitatorio, la evaluación del polvo y de las eyecciones creadas durante el impacto del DART e incluso el monitoreo sísmico mediante uno de estos nanosatélites que aterrice en la superficie.