martes, 16 de diciembre del 2025 Fecha
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Nosotros y el Universo

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

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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, el físico experimental director del CERN mucho tiempo,  decía:

“Todos los físicos del mundo deberían tener en el lugar más destacados de sus casas, un letrero con el número 137. De esa manera recordarían aquello que no saben”

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La constante de estructura fina esconde los secretos del cuanto de Planck (h), de la relatividad (c) y del electromagnetismo (e ). Ese número puro adimensional, si nos contara sus secretos, nos descargaría una gran parte de la ignorancia que soportamos.

Pero, que decir del MOdelo Estándar de la física de partículas.

Resultado de imagen de El MOdelo Estándar

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.

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El Lucero del alba, a veces llamado “Estrella del alba”, es una denominación popular para referirse al planeta Venus, cuando es visible en el cielo al amanecer.

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

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.

M16: los pilares de la creación

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:

Monografias.com

“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 Poincaré — JPC(m) (donde J es el momento angularP la paridad intrínseca, y C la paridad de carga conjugada). El resto son números cuánticos de sabor tales como el isospínI. 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?

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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

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 Resultado de imagen de LOs tiempos en los que la Humanidad era primitivaResultado de imagen de Fenómenos naturales que los primitivos no comprendían

Es verdaderamente admirable constatar cómo ha ido evolucionando nuestro entendimiento del mundo que nos rodea, de la Naturaleza, del Universo. Hubo un tiempo en el que, los individuos de nuestra especie deambulaban por el planeta pero no sabían comprender el “mundo”, ni podían pensar siquiera en el misterio que representaban los fenómenos naturales que a su alrededor se sucedían.

Pasado el tiempo, pudieron mirar hacia arriba y, la presencia de aquellos puntitos brillantes en la oscura y misteriosa oscuridad de la noche, el paso de los cometas, y otras maravillas que no podían explicar, despertó su curiosidad consciente y comenzaron a plantearse algunas preguntas. Muchas decenas de miles de años más tarde, nuestro deambular por el planeta, las experiencias y la observación de la Naturaleza, nos llevó a comprender, algunas de las cosas que antes no tenían explicación.

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Pensadores del pasado dejaron la huella de sus inquietudes y los llamados filósofos naturales, hicieron el ejercicio de dibujar el “mundo” según ellos lo veían. Ya entonces nos hablaron de “elementos” de “átomos” y, aunque no era el concepto que ahora de esas palabras podamos tener, ya denotaba una gran intuición en el pensamiento humano que trataba de entender la Naturaleza y cómo estaban hechas las cosas que nos rodeaban. Ellos, a la materia primigenia la llamaron “Ylem” la sustancia cósmica.

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La sensación de que las respuestas están dentro de nosotros pero… ¡No las podemos alcanzar!

Es cierto que siempre hemos quertido abarcar más de lo que nuestra “sabiduría” nos podía permitir. Ahora, en el presente, las cosas no han cambiado y tratamos de explicar lo que no sabemos, y, para ello, si hay que inventarse la materia oscura”, las “fluctuaciones de vacío”, los “universos paralelos”, los “agujeros de gusano”, o, cualesquiera otros conceptos o fenómenos inexistentes en el mundo material o experimental… ¡qué más da! Lo importante es exponer las ideas que nos pasen por la cabeza que, de alguna manera, pasando el tiempo, se harán realidad. Nuestras mentes, como digo, siempre fueron por delante de nosotros mismos y ha dejado al descubierto esa intuición que nos caracteriza y que, de alguna manera, nos habla de esos hilos invisbles que, no sabemos explicar como pero,  nos conectan con el resto del Universo del que, al fin y al cabo, formamos parte, ¡la que piensa!

Tales de Mileto, uno de los siete sabios de Grecia, nos habló de la importancia del agua para la vida. Él intuyó que sin agua, la vida sería estéril en el planeta. Allí donde el agua corria y se mezclaba con las sustancias de la tierra, unido a los fenómenos naturales y ayudada por el tiempo, hacía posible el surgir de la vida.

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La Historia nos muestra diversas civilizaciones y sus cosmologías, cada una de ellas, “dibujaron” el cielo a su manera, y, algunas, predijeron algunas cosas que no conocían y que, más tarde, fueron verdades. Los nombres que le ponían a las estrellas, en algunos casos, aún perduran.

Ahora, que hemos podido realizar un cierto avance en el “conocimiento del mundo que nos rodea”, no le damos la verdadera importancia que tienen algunos pensamientos del pasado que, en realidad, son los responsables de que ahora, nos encontremos en el nivel de conocimiento que hemos podido conquistar.

 Resultado de imagen de Tales de MIletoResultado de imagen de ArquitasResultado de imagen de PlatónResultado de imagen de Pitágoras

Tales de Mileto, uno de los siete sabios de Grecia, fue el primero que dejó a un lado la mitología para utilizar la lógica y, entre otras muchas cosas, indicó la importancia que tenía el agua para la existencia de la vida. Empédocles nos habló de los elementos y Demócrito del a-tomo o átomo., Arquitas de Tarento (filósofo, soldado y músico), el amigo de Platón y seguidor de Pitágoras, ya se preguntaba: ¿Es el Universo infinito? (Arriba aparecen por el mismo orden).

Él mismo se contestaba diciendo que todo tenía un límite y pensaba en el final que lindaba con el “vacío”, allí donde nada impedía que su espada, lanzada con fuerza en el borde del universo, siguiera su camino sin fin, ninguna fuerza podría pararla y con ninguna clase de materia podría chocar. Así, con esos pensamientos surgidos de la mente humana, podemos constatar que, desde siempre, hemos tratado de saber de qué están hechas las cosas, cómo funciona la Naturaleza y de qué manera funciona el universo que tratamos de comprender.

 Resultado de imagen de El Universo se expande y nuestras Mentes también

                    En realidad… ¡Somos Universo! Una parte que piensa y tiene consciencia de Ser

                    Hicieron falta 10,000 M de años para que las estrellas “fabricaran” los materiales de los que, los seres vivos están hechos.

El Universo se expande y nuestras mentes también. Eso que llamamos Tiempo siguió su transcurrir inexorable, los pensamientos de los grandes pensadores se fueron acumulando en un sin fin de conjeturas y teorías que, poco a poco, pudimos ir comprobando mediante la observación, el estudio y la experimentación hasta que pudimos llegar a saber de qué estaban hechas las estrellas y cómo la materia se transmutaba en sus “hornos” nucleares para crear elementos que hicieran posible el surgir de la vida en los mundos (no creo que la vida esté supeditada a este mundo nuestro).

Puede estar representada de muchas maneras pero, materia es. Aquí podemos ver la Nube Molecular en NGC1333 mostrando varias generaciones de estrellas, la materia se muestra de muchas formas y, la más corriente en el Universo es lo que llamamos “Cuarto Estado de la Materia” PLASMA.

“Materia es todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida. En física y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir, etc.”

 

 

El conocimiento que creemos que tenemos sobre cómo está conformada la materia y las fuerzas fundamentales que con ella interaccionan, nos ha llevado a escenificar un Universo algo más comprensible que aquel, que nuestros ancestros imaginaron con la presencia de dioses y divinidades que eran los que, creaban los “mundos” o, el universo mismo, cada vez que soñaban. Es asombroso que hayamos podido llegar hasta la consciencia siendo la línea de salida la “materia inerte”. Sin embargo, el recorrido ha sido árduo y muy largo…, ¡diez mil millones de años han necesitado las estrellas para poder  solidificar los elementos de la vida para crear, en algunos de los muchos mundos presentes en las galaxias, el protoplasma vivo que diera lugar a esa primera célula replicante que comenzara la fascinante aventura de la vida hasta llegar a los pensamientos.

Hechos de polvo de estrellas, somos la parte consciente del Universo

Si nos preguntaran: ¿Es consciente el Universo? Tendríamos que contestar de manera afirmativa, toda vez que, al menos una parte, ¡la que piensa!, representada por seres vivos y que forman parte de ese inmenso universo, sí que lo es. La vida es la consecuencia de la materia evolucionada hasta su más alto nivel y, a partir de ella, ha podido surgir eso que llamamos cerebro del que surge el concepto de mente, ese ente inmaterial y superior que trasciende y va más allá, lo que los filósofos llamaron Ser y quisieron explicar mediante la metafísica. Todavía, no sabemos lo que la vida es y tampoco, podemos explicar,  lo que es la energía, o, por exponer algún concepto de los muchos que denota nuestra ignorancia, tampoco podemos contestar a una simple pregunta: ¿Qué es el Tiempo? ¿Existe en realidad o simplemente es una abstracción de la mente?

Lo cierto es que nuestra especie ha dejado profundas huellas de su deambular por el mundo. Muchos de sus “tesoros y obras” quedaron enterrados en las profundidades del tiempo o inundados por los diluvios que las distintas civilizaciones que fueron nos contaron con sus maravillosas leyendas que, en realidad, trataban de explicar algo que sucedió y que no llegaban a comprender y, para ello, inventaban bonitas historias en las que, narraban hechos que quedaron difuminados por la fantasía hasta el punto de no saber, en el presente, donde termina la realidad y comienza la leyenda y si eran ciertas o no las bonitas “historias” que nos contaron.

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Resultado de imagen de El plasma está presente en las estrellas

Aunque escasos en la Tierra, el Plasma constituye el estado de la materia más conocido y más abundante en el Universo. Se sabe que más del 99% de la materia del Universo está en forma de Plasma. Está presente en las Nebulosas, en los remanentes estelares, en las estrellas…

También es cierto que con frecuencia sucede que al surgir  ideas nuevas que tienden a querer explicar científicamente lo que es la Naturaleza, aparecen viejos datos  que relacionan esas nuevas ideas con aquellos viejos problemas. Tenemos que admitir que todavía “no sabemos” cómo es la realidad del mundo y que, nuestra realidad, no tiene que coincidir con la verdadera realidad que incansables buscamos y que, no siempre podemos “ver” aunque la tengamos delante de nuestros propios ojos.

De hecho, no sabemos explicar ni cómo se pudieron formar las galaxias, y, a pesar de ello, no tenemos empacho de hablar de singularidades y agujeros de gusano o de universos paralelos. ¡La imaginación!, creo que sin ella, no habríamos podido llegar hasta aquí. La imaginación unida a la curiosidad ha sido desde siempre, el motor que nos llevó hacia el futuro.

Si en realidad existe “el infinito”, seguro que está en nuestras mentes, o, posiblemente en otras que, como las nuestras, han imaginado cómo ensanchar el mundo y el universo de los pensamientos sin límite alguno, el único límite que existe, amigos míos, es el de nos impone nuestra ignorancia para llegar a comprender lo que la Naturaleza es. En la Naturaleza están todas las respuestas a las preguntas que planteamos y que nadie sabe contestar. En ella, en la Naturaleza, buscan nuestros sabios esas respuestas y, para poder encontrarlas hemos inventado los aceleradores de partículas, los microscopios y telescopios que nos llevan a ese “otro universo” que el ojo desnudo no puede ver pero que, no deja de ser nuestro propio mundo, y, al ser conscientes de ello, también lo somos de nuestras limitaciones. En realidad, la única manera de avanzar es ser consciente de que no sabemos, toda vez que, si creyéramos que ya lo sabiamos todo… ¿para qué seguir buscando?

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Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas

El pensamiento filosófico es un “mundo” que ensanchó los límites de la mente humana, nos llevó hasta la Ciencia, en un mundo en el que, las semillas de Quarks y Leptones se constituían en un universo material en el que, unas  fuerzas fundamentales interaccionaban para hacer posible el ritmo de todo lo que podemos observar, de todo lo que existe y que llegó, a crear el espaciotiempo y dentro de toda esa inmensidad, ¡los pensamientos y la imaginación! de objetos complejos que llamamos cerebro y transportan mentes creadoras de ideas como la de universos en la sombra, cuerdas cósmicas y otros muchos fantásticos fenómenos que pueblan un paisaje inmenso de “cosas” en constante ebullición que se transforman para crear otras diferentes. Para que eso sea posible, a veces podemos contemplar lugares violentos donde impera un caos aparente pero, necesario para la creación.

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Estamos rodeados de cosas bellas presentes en cualquier lugar al que podamos mirar pero… ¿Prestamos atención?

“Todas las cosas son”

Con esas sencillas palabras, el sabio, elevó a todas las cosas a la categoría de SER. ¿Tendrá memoría la materia? ¿Será posible que eso que llamamos materia “inerte”, no sea en realidad tan inocua ni tan insensible como imaginamos? Es posible que cada de la materia sea un paso necesario para poder llegar hasta su estado de consciencia que, en este mundo, se ha revelado en nosotros.

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Parece mentira que confinados en este pequeño planeta podamos comprender el Universo “infinito”

Y, en todo ese aparente maremágnum, apareció la vida, como decía el poeta: “Es una cúpula de vidrio multicolor, mancha el blanco resplandor de la eternidad.” De la misma manera que no llegamos a comprender el Universo, tampoco conocemos lo que la vida es, y, hasta las definiciones que hemos encontrado para explicarla, ni se acercan a la realidad, a la grandiosidad, a la maravillosa verdad que el universo nos muestra a través de la vida, en la que, a veces, subyacen los pensamientos y los mejores sentimientos.

emilio silvera

Creando modelos científicos para saber

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Física    ~    Comentarios Comments (29)

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¿Cómo sabemos (si son ciertas) las cosas que pensamos que sabemos?

¿A qué se refieren los científicos cuando dicen que ellos “conocen” lo que hay dentro del un átomo, por ejemplo, o lo que pasó en los tres primeros minutos de vida del Universo? En realidad, se refieren a que tienen lo que ellos denominan un modelo del átomo, o del universo temprano, o lo que sea en que ellos estén interesados, y que este modelo encaja con el resultado de sus experimentos, o sus observaciones del mundo. Este tipo de modelo científico no es una representación física de la cosa real, del mismo modo que un modelo de avión representa un avión de tamaño natural, sino que es una imagen mental que se describe mediante un grupo de ecuaciones matemáticas lo que se piensa que “aquello” es, y, nos dice como se comporta la Naturaleza

Los átomos y las moléculas que componen el aire que respiramos, por ejemplo, se pueden describir en términos de un modelo en el que imaginamos cada partícula como si fuera una pequeña esfera perfectamente elástica (una diminuta bola de billar), con todas las pequeñas esferas rebotando unas contra las otras y contra las paredes del recipiente.

Ésa es la imagen mental, pero es sólo la mitad del modelo; lo que lo hace un modelo científico es describir el modo como se mueven las esferas y rebotan unas contra otras mediante un grupo de leyes físicas, escritas en términos de ecuaciones matemáticas. En este caso, estas son esencialmente las leyes del movimiento descubiertas por Isaac Newton hacen más de 300 años.

Bianca Atwell y el átomo

Mirando dentro del átomo

Utilizando estas leyes matemáticas es posible predecir, por ejemplo, qué le pasará a la presión ejercida por un gas si se aplasta hasta la mitad de su volumen inicial. Si hacemos el experimento, el resultado que se obtiene encaja con la predicción del Modelo (en este caso la presión se doblará), lo que lo convierte en un buen modelo.

Naturalmente, no deberíamos sorprendernos de que el modelo estándar de un gas que lo describe en términos de pequeñas bolas que rebotan unas contra otras de acuerdo con las leyes de Newton haga esta predicción en concreto correcta, porque los experimentos fueron hechos primero, y el modelo fue diseñado o construido, para hacer encajar los resultados de esos experimentos.

                        Tenemos modelos para todo

El siguiente paso en el proceso científico es utilizar el modelo que se ha desarrollado desde las medidas efectuadas en un grupo de experimentos para hacer predicciones (predicciones precisas, matemáticas) sobre lo que le pasará al mismo sistema cuando se hacen experimentos diferentes. Si el modelo hacer predicciones “correctas” bajo nuevas circunstancias, demuestra que es un buen modelo; si fracasa al hacer las predicciones correctas, no se puede descartas completamente, porque todavía nos dice algo útil sobre los primeros experimentos; pero en el mejor de los casos tiene una aplicabilidad limitada.

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De hecho, todos los modelos científicos tienen aplicabilidad limitada. Ninguno de ellos es “la verdad”. El modelo de un átomo como una pequeña esfera perfectamente elástica funciona bien en cálculos de cambio de presión de un gas bajo circunstancias diferentes, pero si queremos describir el modo en que el átomo emite o absorbe luz, necesitamos un modelo de átomo que al menos tenga dos componentes, un núcleo central diminuto (que se puede considerar él mismo como una pequeña esfera perfectamente elástica para determinados fines) rodeado por una nube de electrones.

Creamos un Modelo en nuestra Mente y tratamos de comprobarlo con una y mil pruebas, y cuando los resultados coinciden, lo damos por bueno. Sin embargo, no siempre el Modelo es ajusta fielmente a la realidad de la Naturaleza, del Universo, toda vez que, nos quedan cuestiones por comprobar a las que no podemos tener acceso por falta de conocimientos intelectuales, por no tener la tecnología adecuada… Pero vamos avanzando.

Así es el modelo más preciso del universo que existe

Los modelos científicos son representaciones de la realidad, no la realidad en sí misma, y no importa lo bien que funcionen o lo precisas que sean sus predicciones bajo circunstancias apropiadas, siempre se considerarán aproximaciones y ayudas a la imaginación, más que la verdad absoluta. Cuando un científico afirma, por ejemplo, que el núcleo de un átomo está compuesto por partículas denominadas protones y neutrones (nucleones) lo que en realidad debería decir es que el núcleo de un átomo se comporta, bajo determinadas circunstancias, como si estuviera formado de protones y neutrones. Los mejores científicos toman el “como si” como se lee, pero entienden que sus modelos son, efectivamente, sólo modelos; científicos menores a menudo olvidan esta diferencia crucial.

Los científicos menos y muchos no-científicos, tienen otra idea equivocada. A menudo piensan que el papel de los científicos hoy en día es llevar a cabo experimentos que probarán la exactitud de un modelo con una precisión cada vez mayor -hacia posiciones con más y más decimales- ¡En absoluto! La razón para llevar a cabo experimentos que demuestren predicciones previas no comprobadas es descubrir (como decía Feynman) donde fallan los modelos.

Aquí nos dicen que Omega (Ω), es decir, de la materia contenida en el Universo, depende como este pueda estar conformado: Plano, abierto o cerrado y, según sea el universo en el que vivimos, así será su final. Parece que, de todas las maneras que ha sido observado, la Densidad Crítica del Universo, es decir, la cantidad de materia que contiene, es la que hace de nuestro universo un universo plano que se expadirá para siempre.

Encontrar defectos en sus modelos es la esperanza abrigada por los mejores científicos, porque esos defectos -cosas que los modelos no pueden predecir o explicar en detalle- destacarán los lugares donde necesitamos una nueva comprensión, con modelos mejores, para progresar…

El arquetipo ejemplo de esto es la Gravedad. La ley de la gravedad de Newton se consideró la pieza clave de la física durante más de doscientos años, desde la década de 1680 hasta comienzos del siglo XX. Pero había unas pocas, aparentemente insignificantes, cosas que el modelo newtoniano no podía explicar (o predecir), referente a la órbita del planeta Mercurio y al modo como la luz se curva cuando pasa cerca del Sol.

Resultado de imagen de El Modelo de la Gravedad de Einstein

El modelo de la Gravedad de Einstein, basado en su teoría general de la relatividad, explica lo mismo que el modelo de Newton, pero también explica los detalles sutiles de órbitas planetarias y curvatura de la luz. En ese sentido, es un modelo mejor y más completo que el anterior, y hace predicciones correctas (en particular, sobre el Universo en general) que el viejo modelo no hace. Pero el modelo de Newton todavía es todo lo que se necesita si se está calculando el vuelo de una sonda espacial desde la Tierra hasta la Luna. Se podrían hacer los mismos cálculos empleando la relatividad general, pero sería más tedioso por su complejidad y daría la misma respuesta, así que, en muchos casos donde no existe la complejidad, se utiliza el modelo más sencillo de Newton.

Resultado de imagen de MOdelo gravitatorio de Newton

Así que, amigos, los modelos (todos los modelos) han sido y serán buenos en su momento y, también, como ocurrió con el de la Gravedad, vendrán otros nuevos que los superarán y servirán mejor y de manera más profunda en el conocimiento de las cosas que traten, llegando así un poco más lejos en nuestros conocimientos sobre la Naturaleza, ya que, a medida que observamos el Universo, nuestras mentes se abren al saber del mundo que nos rodea y cada vez, podemos comprender mejor lo que realmente ocurre en él.

Nuestras percepciones del Universo son, la mayoría de las veces, equivocadas, y nos formamos una idea de lo que allí está o de lo que allí ocurre que, en la realidad, es otra muy diferente. Y, eso, es así debido a que nuestros conocimientos son muy limitados sobre las cosas, y, está aconsejado por ideas preconcebidas que, muchas veces, entorpece la comprensión de esa realidad que incansables buscamos.

Cuando se consiguen describir de manera exitosa las cosas que ocurren en la Naturaleza, como es el caso de la Relatividad, tanto especial como General, a los físicos, les encanta definirlos como “modelo estándar”. El modelo de los gases de las bolas de billar (que también es conocido como teoría cinética, ya que trata de partículas en movimiento) es un modelo estándar. Pero cuando los físicos hablan de “el modelo estándar”, se están refiriendo a uno de los grandes triunfos de la ciencia del siglo XX.

Gravedad y Mecánica cuántica son los dos modelos prevalentes hoy en la física del mundo, de la Naturaleza, del Universo. Ahí están las explicaciones que de la materia, del espacio tiempo y de las fuerzas universales y las constantes podemos dar y, estamos tratando de abrir camino a nuevas teorías y modelos que nos lleven más allá pero, necesitamos saber matemáticas que no se inventaron aún y también, disponer de energías imposibles, ya que, la energía de Planck de 1019 GeV necesaria para llegar hasta las cuerdas… ¡es sólo un suelo del futuro lejano!

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Así ocurre con los modelos que describen la Mecánica Cuántica y la Relatividad, son Modelos Hitos en la Historia de la Ciencia de la Humanidad. Ambos modelos han sido explicado aquí, en mis comentarios muchas veces y, además, no es este el motivo del presente trabajo que, se circunscribe a explicar lo que es un modelo científico y como funciona, al mismo tiempo de cómo se valora su validez que, en realidad, nunca será definitiva, que es lo que ocurre con nuestros conocimientos.

Así que, dicho todo lo anterior, podemos llegar a una conclusión que estaría bien y nos acercaría a la realidad: Lo que sabemos es lo que creemos saber del mundo que nos rodea, y, no es, de ninguna manera, lo que deberíamos saber si nos estamos refiriendo a la realidad de lo que es el Universo y de lo que su Naturaleza finalmente significa y nos quiere decir, para llegar a ese final de comprensión, se necesitarán muchos modelos que se irán desechando por otros que vendrán, y, de esa manera, la Humanidad se acercará a esa realidad que tanto persigue.

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A los visitantes

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Cada día, los responsables de este lugar trabajan para tí, para que puedas visitarnos y “sumergirte” en los mil secretos que tiene el Universo, la Mente humana o el Pasado. Imaginamos para tí algunas cuestiones que podrían estar en el futuro, y, dejamos referencias de teorías que podrían o no podrían ser pero que, de alguna manera, alimentan nuestros “espíritus” rellenando espacios vacíos. En realidad, esos espacios vacíos están llenos a rebosar de ignorancia que tratamos de eliminar con nuestras ideas y descubrimientos de esa realidad que perseguimos.

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Hemos explicado cuestiones complejas del Universo de la mejor manera posible para que, el entendimiento de los lectores llegaran a comprender, y, por ejemplo, como nuestra imaginación es muy grande (casi tan grande como el propio universo), se construyó una teoría o modelo de cómo se construyeron o conformaron las galaxias, y, en verdad, cómo puedo pasar eso… ¡Nadie lo sabe!

¿Cómo poder explicar la formación de galaxias a pesar de la expansión de Hubble? ¿Qué estaba allí presente para que retuviera la materia y las galaxias se pudieran construir?

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De la misma manera (a veces sin una base científica cierta avalada por el experimento), hemos construido teorías que nos llevan más lejos de lo que lo hacen las establecidas y aceptadas, éstas nuevas tratan de abrir nuevos caminos y explorar lugares que permanecen  en la densa neblinosa oscuridad en la que nos tiene sumergidos nuestra ignorancia, a la que, por cierto, queremos desterrar.

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Por los mejores físicos que han sido, se investigó y se expusieron situaciones que nos podían llevar a ese lugar en el que la claridad y la comprensión de la Naturaleza resplandeciera. Muchos han sido los que han trabajado sin descanso para que nosotros, ahora en nuestro presente, podamos comprender cuestiones que estaban profundamente escondidas en la noche de los tiempos desde Demócrito de Abdera o Empédocles de Agrigento, incluso antes que ellos, se hablaba de vacío y de átomos.

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El mismo Universo nos plantea mil y una dudas sobre su “nacimiento”, ya que, a ciencia cierta, el Modelo del Big Bang no está refrendado por ningún  “notario” o historiador que allí pudiera haber levantado Acta de lo que pasó, y, debido a eso, hemos construido el Modelo que más se asemeja a lo que observamos.

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No digamos de la existencia de multiversos que, al igual que existen cúmulos de estrellas y de galaxias… ¿Por qué razón no habrían de existir cúmulos de universos? Nuestra imaginación imparable nos lleva a señalar tal posibilidad y, precisamente por eso, la comentamos aquí muchas veces.

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No hace mucho se habló aquí de agujeros negros y agujeros blancos comentando un reportaje de prensa en el que un físico nos decía que la materia oscura era la que salía del agujero blanco que estaba al otro extremo del agujero negro… ¡Una fantasía sin demostración! Pero él entrevistado, tenía la valentía de exponer sus ideas, aunque ello le costará más de una sonrisa irónica e sus colegas.

Sin embargo, ¿qué habríamos adelantado sin exponernos a poner sobre la mesa ideas peregrinas (o al menos, que así lo parecían en su momento). Recordad aquel Presidente de Sociedad científica que dijo: “Nunca sabremos de qué están hechas las estrellas” y otro que también se arriesgó a decir: “Nunca, nada más pesado que el aire volará”. No pasado mucho tiempo se pudieron leer las líneas de Franhoufer para saber de qué estaban hechas las estrellas y también, remontó el vuelo el primer avión de los hermanos Wright.

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De la Mecánica cuántica, la teoría que nos describe ese “mundo” de lo muy pequeño, hemos hablado hasta la saciedad: Entrelazamiento cuántico, el gato de Schrödinger, el Principio de Incertidumbre, El Princpio de Exclusión de Pauli, El Efecto fotoeléctrico, el cuerpo negro y su emisión de energía de manera cuantizada, los átomos, el proceso triple alfa en las estrellas… El Salto cuántico…

Un sin fin de discusiones y comentarios surgieron de todos estos escenarios que nos hicieron disfrutar y, ¿qué duda nos puede caber? ampliaron nuestras Mentes? De los comentarios y cruces de ideas, siempre se aprende alguna cosa, ya que,m lo que tu no sabes lo sabe el compañero contertulio.

¡Os pedimos que sigáis así, y, a los retraídos, les aseguro que exponer aquí cualquier idea por perigrina que os parezca… siempre será positivo!

Gracias a todos amigo.

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Los astrónomos han descubierto que la asociación de la luz intracumular -luz tenue de la imagen- y la materia oscura

Los astrónomos han descubierto que la asociación de la luz intracumular -luz tenue de la imagen- y la materia oscura – NASA, ESA y M. Montes (Universidad de Nueva Gales del Sur)

Un estudio en el que participan científicos españoles detecta un tenue brillo estelar que se distribuye de forma casi idéntica a este tipo de materia que supone el 80% del universo

 

 

 

Aunque no se puede observar, supone un 80% de toda la materia que existente en el universo. Se trata de la materia oscura, de cuya existencia el hombre sabe desde la década de los años 30 por los movimientos de las galaxias dentro de los cúmulos formados centenares de ellas. Ahí se esconde esta fuerza gravitatoria invisible que la ciencia aún no ha conseguido comprender del todo. Recibe su nombre porque se creía compuesta de materia ordinaria que no emitía ni refleja la luz. Sin embargo, en la actualidad se sabe que, en realidad, su naturaleza es distinta, «exótica» y es transparente en todos los rangos del espectro electromagnético. Aún así, el término «oscuro» se ha quedado en su denominación.

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Ahora, un grupo de científicos entre los que también se encuentran los investigadores españoles Mireia Montes -de la Universidad de New South Wales y de la Universidad de Yale-, e Ignacio Trujillo, -del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de La Universidad de La Laguna (ULL)-, han publicado un artículo en la revista « Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» donde relacionan la distribución de la materia oscura con la de la luz intracumular. Una luz que no pertenece a ninguna galaxia en concreto, sino que forma parte de la estructura global de la agrupación galáctica, y que también es apodada «luz fantasmal» por su tenue brillo. Este hallazgo permitiría «ver» esta materia «exótica» a pesar de su invisibilidad, o al menos intuir con precisión su disposición como nunca la humanidad ha podido hacerlo.

Seis cúmulos galácticos formados por miles de galaxias

 

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Para ello, han estudiado seis cúmulos galácticos a través del telescopio espacial Hubble. Estas seis agrupaciones de cientos, e incluso miles de galaxias han sido investigadas con los datos de la iniciativa Hubble Frontier Fields, que reconstruyó la distribución de la masa de materia oscura a partir del efecto de las lentes gravitacionales. Un proceso complejo con el que se calcula la masa de grandes objetos gravitatorios que curvan la luz emitida por galaxias distantes, produciendo un efecto similar al de una lente.

«Al observar cómo se repartía la materia oscura a través del cúmulo nos dimos cuenta de que lo hacía como la luz intracumular», explica Montes. De hecho, utilizaron la distancia de Hausdorff, un marcador que sirve para establecer la similitud entre dos conjuntos de puntos -y que los teléfonos inteligentes o «smartphones» aplican en sus sistemas de reconocimiento facial, por ejemplo- para comprobar que realmente estos dos parámetros coincidían.

Trujillo, al respecto, explica: «Comparamos la distribución de luz intracumular con la ubicación de la masa de materia oscura y de los rayos X. Las dos primeras son idénticas, hasta donde los datos permiten observar. Por primera vez, estamos viendo algo que se distribuye igual que la materia oscura. Esto permitiría estudiar su localización de forma precisa en más cúmulos de galaxias, sin necesidad de reconstruir los mapas de lentes».

Imagen del cúmulo de galaxias Abell S1063 situado a unos 4000 millones de años luz de distancia de la Tierra. Sobrepuesto en la imagen pueden apreciarse los contornos de la distribución de la materia oscura (en violeta) y la distribución de la débil luz intracumular (en verde). Los contornos se distribuyen de forma similar

Imagen del cúmulo de galaxias Abell S1063 situado a unos 4000 millones de años luz de distancia de la Tierra. Sobrepuesto en la imagen pueden apreciarse los contornos de la distribución de la materia oscura (en violeta) y la distribución de la débil luz intracumular (en verde). Los contornos se distribuyen de forma similar – Gabriel Pérez Díaz (SMM, IAC)

Las estrellas que flotan libres

 

Resultado de imagen de La luz intracumular se ajusta tanto a la distribución de materia oscura porque las estrellas no chocan entre sí.

 

Dicen que son fósiles del Big Bang… ¿Dónde está la “materia oscura”?

 

La luz intracumular se ajusta tanto a la distribución de materia oscura porque las estrellas no chocan entre sí. Esta luz se crea por el arranque de las estrellas de las partes más externas de las galaxias que conforman el cúmulo. Estas estrellas son luego arrastradas y flotan libremente dentro del cúmulo de galaxias bajo la acción gravitatoria del cúmulo como un todo. El brillo superficial de la luz intracumular es extremadamente bajo, 100 veces más tenue que el que se aprecia en el cielo nocturno de las zonas más oscuras del planeta, como el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

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«Que la materia oscura y la luz intracumular se distribuyan igual—indica Montes—, nos abre las puertas a estudiar esta distribución de materia oscura en cientos de cúmulos de una manera mucho más eficiente que antes». Este descubrimiento permite avanzar en la comprensión de la materia oscura y abre la puerta a futuras investigaciones en otros cúmulos de galaxias. «Establecer la localización de la materia oscura ayudará a entender el origen de esta componente de la naturaleza tan poco conocida», concluye Trujillo.