lunes, 20 de septiembre del 2021 Fecha
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¿Qué nos dirá la Naturaleza y que el Universo en 2.018?

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

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El LHC se adentra en la materia del universo primigenio

 

 

En los comienzos del universo, justo después del Big Bang, existió un ‘plasma de quarks y gluones, dos partículas confinadas hoy en la materia que entonces vagaban libremente… Ahora hemos construído aceleradores de partículas que tratan de recrear aquellos momentos para poder “ver” lo que allí pasó y, buscamos el origen de la masa y partículas exóticas que nos digan algo sobre esa supuesta masa “perdida”, o, que no alcanzamos a ver.

 

 

 

La imagen muestra el anillo de polvo de la estrella Fomalhaut, situada a 25 años luz de distancia de la Tierra. Fomalhaut está rodeada por un disco de polvo en forma de toroide con un borde interior muy agudo a una distancia radial de 133 UA (unidades astronómicas),  el disco está inclinado 24 grados con relación al plano del cielo.  El polvo está distribuido en un cinturón de 25 UA de ancho, y el centro geométrico del disco está desplazado a unas 15 UA de Fomalhaut.

Se cree que el disco que rodea a Fomalhaut es un disco protoplanetario que emite una considerable cantidad de radiación infrarroja. Discos similares se han descubierto en Vega, β Pictoris y Denébola (β Leonis).

 

 

La galaxia NGC 2683 es una galaxia espiral que emula la clásica de las naves especiales en la ciencia ficción. NGC 2683 es una galaxia espiral que se encuentra a unos 25 millones de años luz de distancia en dirección a la constlación del Lince, en el límite con Cáncer. Se la ha llamado Galaxia UFO debido a su parecido con un platillo volante.

Es la imagen más detallada que existe de Messier 9, una conjunción de estrellas en el centro de la Vía Láctea. El cúmulo globular M9 (también conocido como Objeto Messier 9Messier 9M9 o NGC 6333) es un cúmulo globular de la constelación de Ofiuco. Pero para los astrónomos modernos, Messier 0 (M9) sí contiene estrellas, conocidas como un cúmulo globular con más de 300.000 estrellas dentro de un diámetro de unos 90 años luz. Se encuentra a unos 25.000 años luz de distancia, cerca del núcleo central de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Este primer plano del Telescopio Espacial Hubble muestra el denso enjambre de estrellas que hay en los 25 años luz centrales del cúmulo. Con al menos el doble de la edad del Sol y carentes de elementos pesados, estas estrellas muestran colores de acuerdo con sus temperaturas: más rojas significa más frías, más azules quiere decir más calientes. En esta nítida visión del Hubble, muchas de las estrellas gigantes rojas y  frías del cúmulo presentan un matiz amarillento.

El Hubble produjo esta bella imagen de la galaxia espiral NGC 1483, Localizada en el sur de la constelación Mahi-mahi. La galaxia NGC 1483 es una galaxia con forma de espiralsituada en la constelación austral del Dorado (en la que se encuentra la mayor parte de la Gran Nube de Magallanes)  y que está situada a unos 40 millones de años luz de la Tierra. Tal y como se muestra en la imagen. la galaxia cuenta con una protuberancia central muy brillante de la que salen unos brazos con una luz algo más difusa y, en el fondo, se pueden distinguir algunas galaxias algo más lejanas (ya que el Dorado está compuesto por unas 70 galaxias y, de hecho, es algo más grande del Grupo Local en el que se encuentra la Vía Láctea y otras 30 galaxias más).



Las nubes asechan en un día de lluvia, el hubble nos regala esta imagen de la galaxia Centauro. La ingente cantidad de polvo que se puede observar en esta galaxia nos induce a pensar que está plagada de nebulosas en las que germinarán miríadas de estrellas azules nuevas que radiaran furiosas en el ultravioleta para ionizar todas esas regiones.


Gigantesco grupo de jóvenes estrellas, llamado R136 está a sólo unos cuantos millones de años luz y reside en la galaxia Doradus Nebula, dentro de la gran Nube de Magallanes.En el centro de la región de formación estelar 30 Doradus hay un enorme cúmulo con las estrellas más grandes, calientes y masivas que se conocen. Está dentro de la galaxia vecina la Gran Nube de Magallanes a 170.000 años luz de distancia.


          

   El Hubble captó imagen del sistema Eta Carinae. Tiene entre 120 y 150 masas solares. Eta Carinae es una estrella muy joven, con una edad entre los 2 y los 3 millones de años, y se encuentra situada en NGC 3372, también llamada la Gran Nebulosa de Carina o simplemente Nebulosa de Carina. Dicha nebulosa contiene varias estrellas supermasivas, incluyendo, además de Eta Carinae, la estrella HD 93129A.


Un equipo de científicos ha recolectado suficientes fotos de alta resolución del Hubble durante 14 años. Esta es una de ellas y, como hemos podido comprobar en muchas ocasiones, algunas de las imágenes obtenidas por este magnifico Telescopio Espacial nos han maravillado y también, nos llevaron al asombro.


En la celebración del 21 Aniversario del Hubble, en abril de 2011, apuntaron hacia el grupo de galaxias llamado Arp 273 y rescataron bella imagen. 

El telescopio espacial Hubble ha logrado captar la extrema violencia del proceso de formación de una estrella es su etapa final, en el que el objeto astronómico se rebela contra su nebulosa.

   

         ¿Qué nos querrá decir estas imágen de anillos, cómo se pudieron formar?


                                                   En el corazón de la Nebulosa Laguna

La nebulosa IRAS 05437+2502, una pequeñuela cercana a la constelación de Tauro.

                          ¿Qué pintor podría plasmar la belleza creadora de las estrrellas?

Los ingenios creados por nuestra civilización ha podido arrancar secretos de la Naturaleza que, ni soñar podrían nuestros abuelos

El Tiempo sigue su camino imparable, siempre hacia adelante, ese lugar que llamamos futuro en el que pensamos estará todo lo que buscamos , siempre tendremos preguntas que hacer y que nadie sabrá contestar pero, nuestro destino es seguir adelante y tratar de desvelar los secretos que la Naturaleza esconde…, ella, tiene todas las respuestas.

La NASA ha hecho una gran inversión en el James Webb, será el telescopio espacial más grande y potente jamás construido y será utilizado por miles de astrónomos en todo el mundo. Cuando sea lanzado será capaz de ver profundamente en el espacio y observar las galaxias formadas justo después del Big Bang a través del infrarrojo, por esta razón se desean proceder muy sistemáticamente a través de las pruebas para estar listos para un lanzamiento en la primavera de 2019. Con sus nuevos y sofisticados sistemas el nuevo Telescopio Espacial podrá llegar más lejos que el Hubble, y, teniendo en cuenta el servicio prestado por éste… ¿Qué será capaz de traernos el nuevo ingenio?

emilio silvera

¿El núcleo del átomo? ¡Una maravilla de la Naturaleza!

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

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                   Las partículas del núcleo atómico. Protón y neutrón.

En 1920 (Rutherford) descdubrió las partículas positivas que forman los átomos, los protones.

Rutherford descubrió que bombardear átomos de nitrógeno con partículas alfa ( y esto es bien sencillo ya que basta con poner la sustancia radiactiva en el aire cuyo 75 % es nitrógeno) se producían una nuevas partículas con estas características:
Su carga eléctrica es la misma que la de los electrones, pero positiva, y su masa es semejante a la del átomo de hidrógeno (recuerda que la masa de los electrones es 1836 menor que la del átomo de hidrógeno. LLamó a estas partículas positivas protones.

Por lo tanto en los núcleos de los átomos hay unas partículas positivas que se llaman protones. En el hidrógeno solo hay una partícula ya que recordemos su masa era casi la misma.

Se comprobó que el número de protones es una característica especial de cada elemento quí­mico, ya que todos los átomos del mismo elemento tienen el mismo número de protones. Se llama nú­mero atómico (Z) al número de protones que tienen los átomos de un elemento químico. A cada elemento químico le corresponde un número atómico desde 1 hasta 106.

Todavía tenemos que buscar otras partículas en el núcleo atómico. La masa de los protones de un núcleo es mucho menor que la masa del núcleo.

ISÓTOPOS

 

Cada elemento químico se caracteriza por el número de protones de su núcleo, que se denomina número atómico (Z). Así, el hidrógeno ( 1H) tiene un protón, el carbono ( 6C) tiene 6 protones y el oxígeno ( 8O) tiene 8 protones en el núcleo.

El número de neutrones del núcleo puede variar. Casi siempre hay tantos o más neutrones que protones. La masa atómica(A) se obtiene sumando el número de protones y de neutrones de un núcleo determinado.

Un mismo elemento químico puede estar constituído por átomos diferentes, es decir, sus números atómicos son iguales, pero el número de neutrones es distinto. Estos átomos se denominan isótopos del elemento en cuestión. Isótopos significa “mismo lugar“, es decir, que como todos los isótopos de un elemento tienen el mismo número atómico, ocupan el mismo lugar en la Tabla Periódica.

isótopos del Hidrógeno

Isótopos del Carbono

Desde 1918 estaba probado que existían los isótopos. Estos, eran átomos que tenían propiedades químicas iguales (parecían elementos iguales, por tanto), tenían el mismo número atómico, pero sus masas atómicas eran di­ferentes. En el núcleo debían existir partículas neutras que contribuyeran a la masa pero no tuvieran carga eléctrica.

Estas partículas neutras del núcleo se descubrieron en 1932 y se llamaron neutrones. Chadwick consiguió detectarlas y medir su masa. Un neutrón  tiene una masa ligeramente mayor que la del protón (exactamente 1,00014 veces). Los neutrones proporcionan las fuerzas de unión que estabilizan el núcleo atómico.
Representación aproximada del átomo de Helio,  en el núcleo los protones están representados en rojo y los neutrones en azul. En la realidad el núcleo también es simétricamente esférico.
Hasta aquí tenemos una idea de las partículas que forman el núcleo atómico y de otras propiedades que en él pueden estar presentes. Sin embargo, el núcleo atómico tiene que ser visto como el corazón central del átomo que contiene la mayor parte de su masa, exactamente, el 99,9%. Digamos que el núcleo más masivo que se encuentra en la Naturaleza es el del Uranio-238 que contiene 92 protones y  146 neutrones. El núcleo más simple es el del Hidrógeno que consiste en un único protón.
Resultado de imagen de Neutrones
Hasta aquí hemos dado un repaso sobre los componentes de los núcleos atómicos y algunas de sus particularidades para saber, sobre ellos y tener una idea más exacta de cómo fueron descubiertos y que son en realidad con sus cargas y sus masas. Sin embargo, podemos seguir explicándolo de manera sencilla pero con algo más de detalles.
El tamaño de un átomo

La curiosidad acerca del tamaño y masa del átomo atrajo a cientos de científicos durante un largo período en el que la falta de instrumentos y técnicas apropiadas impidió lograr respuestas satisfactorias. Con posterioridad se diseñaron numerosos experimentos ingeniosos para determinar el tamaño y peso de los diferentes átomos.

El átomo más ligero, el de hidrógeno, tiene un diámetro de aproximadamente 10-10 m (0,0000000001 m) y una masa alrededor de 1,7 x 10-27 kg (la fracción de un kilogramo representada por 17 precedido de 26 ceros y una coma decimal).

 

 

 

Empecemos por decir que los átomos son muy pequeños, tan pequeños que necesitaríamos una fila de unos diez millones para poder rellenar el espacio que ocupa un milímetro, es decir, los átomos son tan pequeños que los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro). Una peculiaridad del átomo es que está casi vacío, su estructura conformada por el núcleo rodeado de electrones que orbitan a su alrededor lo hace un objeto singular.
Si el átomo tuviera 10 metros de diámetro el núcleo sería un puntito diminuto central de apenas un milímetro, y, sin embargo… ¡Cuanta complejidad contiene dentro tan minúsculo objeto! Tenemos que señalar que algunos núcleos pueden ser inestable y se desintegran emitiendo partículas Alfa, con carga positiva, mientras que otros emiten partículas Beta, con carga negativa. También pueden emitir radiación Gamma.
Pero dejémos tranquilas a las partículas Alfa y Beta de las que nos ocuparemos en otra oportunidad. El tema de este pequeño trabajo es el núcleo atómico y, a él, nos dedicaremos. Nunca podré dejar de asombrarme ante los hechos mágicos que la Naturaleza es capaz de realizar. En realidad, la Naturaleza se vale de estos pequeños objetos llamados átomos para que unidos sean los responsables de conformar toda la materia que existe (al menos la conocida) estén formando cualquier objeto, grande o pequeño que podamos ver en el Universo. Desde las estrellas y los mundos hasta las inmensas galaxias, todo está conformado por átomos.
Cuando hablamos del núcleo atómico, por lo general, nos referimos a que está hecho de protones y neutrones, dos partículas que pertenecen a la familia de los Hadrones en la rama de los Bariones donde están las partículas de materia. Cuando nos referimos a ellas situadas en el núcleo atómico, las solemos llamar nucleaones.
Pero veámos que hay ahí, dentro de los nucleones (protones y neutrones).
Monografias.com
Los hadrones (protones y neutrones), a su vez, están hechos por otras partículas más pequeñas que pertenecen a la familia de los Quarks. Tanto el protón como el Neutrón están conformados por tripletes de Quarks. El protón de 2 quarks up y un quark down, mientras que el nutrón está hecho por 2 quarks down y 1 quark up.
La familia Quark

Como no es el objeto del trabao, no hablaremos hoy de los Quarks, y, simplemente diremos que en la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados Hadrones. de dos o tres quarks, conocidos como mesones y bariones respectivamente. Esto es una consecuencia directa del confinamiento de color.  En el año 2003 se encontró evidencia experimental de una nueva asociación de cinco quarks, los Pentaquarks, cuya evidencia, en principio controvertida , fue demostrada gracias al Colisionador de Partículas LHC en el pasado Julio de 2.015.

Pero sigamos con lo que nos ocupa y veámos que los Quarks están confinados dentro de los nucleones (protones y neutrones) donde la fuerza fuerte les retiene y nos los deja que se vayan alejando más de lo debido como se explica en el cuadro de arriba.

Dentro del nucleo se desatan las fuerzas de la Naturaleza, la que conocemos como fuerza nuclear fuerte, la más potente de las cuatro fuerzas fundamentales que, intermediada por otras partículas de la familia de los Bosones, los Gluones, no dejan que los Quarks se alejen y son retenidos allí, dentro de los nucleones donde tienen su función de conformar los hadrones másicos del núcleo que le aporta la materia al átomo.

Los Gluones, son las partículas intermediarias de la fuerza fuerte, y, de la misma manera, existen otros Bosones encargados de mediar en las otras fuerzas conocidas de la Naturaleza: El Fotón para los fenómenos electromagnéticos, el Gravitón (no encontrado aún) para la fuerza de Gravedad, y, los W+,  W-y Zº para la fuerza nuclear débil.

Resultado de imagen de W+,  W- y Zº para la fuerza nuclear débil.

Este acontecimiento se está dando continuamente en el interior de estrellas como el Sol, y es de esperar que se pueda reproducir algún día cercano para obtener energía barata y limpia mediante fusión nuclear.

 El protón y el neutrón son Hadrones de la rama bariónica, y, el electrón, es un Leptón. Todos están presentes en el átomo, los primeros en el núcleo y el segundo formando la parte electrónica de espacios magnéticos que forman en su deambular a su alrededor.

Lo cierto es que, el núcleo atómico está cargado positivamente y, tal carga, hace la llamada para que, un enjambre de electrones, con cargas negativas, vengan a rodear el núcleo atómico y, de esa manera, queda estabilidado el átomo, ese pequeño objeto que conforma todas las cosas hechas de materia.

Así, los electrones que rodea el núcleo, con su carga eléctrica negativa que complementa la positiva de los protones y hace estable al átomo; una masa de solamente 1/1.836 de la del núcleo más ligero (el del hidrógeno). Y, sin embargo, la importancia del electrón es vital en el universo.

Repasando todo esto, no puedo dejar de recordar aquellas palabras que el físico Freeman Dyson escribió:

Cuando miramos en el universo e identificamos los muchos accidentes de la física y la astronomía que han colaborado en nuestro beneficio, casi parece que el universo debe haber sabido, en cierto sentido, que nosotros íbamos a venir“.

Resultado de imagen de si la masa del protón o la carga del electrón variara sólo una diezmillonésima, la vida no podrái existir en el universo

 α es la constante de estructura fina, si variara con el paso del tiempo… … la vida no podría existir. Esas constantes hacen posible nuestra presencia aquí.

 

Fijaros en el hecho cierto de que, si la carga del electrón, o, la masa del protón, variaran aunque sólo fuese una diezmillonésima parte… ¡La vida no podría existir en el Universo! Estamos hechos de átomos y, con tal cambio, éstos nunca se habrían podido conformar.

emilio silvera.

El Viaje Interminable… ¡Del saber!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y... ¿nosotros?    ~    Comentarios Comments (1)

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Milky Way Panorama and Longs Peak, Rocky Mountain National Park, Colorado

                        Milky Way Panorama and Longs Peak, Rocky Mountain National Park, Colorado

Desde nuestro pequeño mundo azul, situados en el lugar adecuado, podremos contemplar la inmensa Vía Láctea que nos alberga en un Sistema planetario donde, un Sol amarillo, es decir, una estrella corriente de la clase G2V, nos envía su luz y su calor para que, los seres vivos de la llamada Tierra, podamos continuar nuestra andadura por este pequeño mundo que nos cobija, y del que, desde tiempos inmemoriales, hemos podido obtener todo aquello que nos hizo falta para sobrevivir, no siempre en un ambiente agradable y placentero.

http://cdnb.20m.es/ciencia-para-llevar-csic/files/2015/04/Admiring_the_Galaxy.jpg

Pocas dudas nos pueden caber de que las dimensiones del Universo, sus escalas, no son Humanas. Nosotros comparado con nuestro propio mundo somos muy poca cosa, si lo hacemos en relación a la Vía Láctea, somo menos que un grano de arena en el desierto, y, si es el Universo el objeto de comparación… ¡Nuestra minúscula figura en ese inmenso contexto, se perdería, incluso de la vista del telecopio más potente.

Nasa

Sin embargo, y a pesar de nuestra “hipotética” pequeñez, el Mundo, se nos ha quedado pequeño. Ya hace mucho tiempo desde que, nuestra especie, preparaba expediciones para conocer éste o aquel rincón del planeta, no ha quedado ninguna región por explorar y, el pie humano, ha pisado todos los terrenos firmes que imaginarnos podamos. Sólo nos queda la asignatura pendiente de los Abismos oceánicos que, por falta de tecnología, nos son desconocidos y también las maravillas que allí se esconde.

A1

Hemos llegado a saber con nuestros ingenios y conocimientos que, existen muchos mundos fuera de nuestro Sistema Solar, que la Vía láctea que tiene más de cien mil millones de estrellas, contiene múltiples sistemas planetarios donde infinidad de mundos, pueden, como la Tierra, tener las condiciones precisas para albergar la Vida.

Si tuviéramos una moderna nave espacial capacitada para recorrer la Galaxia, ¿qué veríamos?

Pasado el Tiempo tendremos inmensos y modernos  Puertos Espaciales desde los que despegarán modernas naves de tecnología inalcanzable hoy, que nos podrán llevar a efectuar recorridos de ensueño.

No dentro de mucho tiempo, habrán pasado los tiempos en los que, en peligrosos cohetes, hicimos aquellos primeros viajes hacia el espacio exterior, cuando salir del planeta Tierra era jugarse la vida, ya que, los combustibles empleados eran rústicos y peligrosos.

Visitar los planetas y lunas de nuestro entorno no será ningún problema y, con los nuevos motores y sistemas de combustión, se habrán acabado los largos viajes de meses, y, las naves, llevarán sistemas de gravedad artificial que anulará la ingravidez, el material del que estarán hechas las naves, será inteligente y se auto reparará cuando un micrometeorito perfore el fuselaje.

Entonces sí, podremos acercarnos a las hermosas Nebulosas planetarias y, a pesar de su fuerte radiación, no sufriremos daño, la nave estará provista de escudos electromagnéticos impenetrables. Podremos ver a ojo desnudo las estrellas enanas blancas que llevan en su interior.

De la misma manera podremos acercarnos a lugares tan bellos como este y contemplar, maravillados como (dejando ahí los aparatos adecuados de toma de datos y grabación) a partir del gas y el polvo pueden surgir nuevas estrellas o nuevos mundos, y, con el tiempo, nuevas formas de vida.

La Nebulosa del Capullo desde CFHT

Lugares como este que sobrepasa todo aquello que podamos imaginar, nos haría pensar y preguntarnos:

¿Quién sabe como podría ser aquella Nebulosa de la que surgió el Sistema Solar? ¿Sería como ésta que llaman, por su forma física, 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.

 

Conexiones sin fin, un entramado de nervios y neuronas que sobrepasa todo lo que podíamos imaginar

 

Si contáramos una sinapsis cada segundo, tardaríamos 32 millones de años en hacer el recuento. Si consideramos el número posible de circuitos neuronales, tenemos que habérnosla con cifras hiperastronómicas: 10 seguido de al menos un millón de ceros (En comparación con el número de partículas del universo conocido que asciende a “tan sólo” 1079 es decir, es el número conocido como NEdd (Número de Eddintong), el Universo se quedará pequeño comparado con lo que nosotros llevamos dentro y podemos llegar a ser a pesar de nuestra engañosa pequeñez.

emilio silvera