martes, 07 de febrero del 2023 Fecha
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Lo que surge de eso que llamamos vacío

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

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Aunque pequemos de reabundancia, en esta sección vamos a volver a tratar algunas descripciones que ya hemos tocado anteriormente, especialmente cuando hablamos del modelo estándar.

EL MODELO ESTÁNDAR DE LA FÍSICA DE PARTÍCULAS, Ciencias Para Todo con Jaume  Campos - YouTube

Cualquier grupo partículas que anden rondando por ahí presentan una o más de las siguientes interacciones o fuerzas fundamentales entre ellas. Por un lado se tiene la gravitación y el electromagnetismo, muy conocidas en nuestra vida cotidiana. Pero hay otras dos fuerzas, que no son tan familiares, que son de tipo nuclear y se conocen como interacciones fuertes y débiles.

Las 4 fuerzas del universo | Astronomía - Aficionados Amino

La gravitación afecta a todas las partículas, es una interacción universal. Todo cuerpo que tiene masa o energía está sometido a esta fuerza. Aunque es la más débil de las interacciones, como las masas son siempre positivas y su alcance es infinito, su efecto es acumulativo. Por ello, la gravitación es la fuerza más importante en cosmología.

Clase 21-Como es el movimiento de una particula cargada dentro de un campo  magnetico - YouTube

La fuerza electromagnética se manifiesta entre partículas con cargas eléctricas. A diferencia de las demás, puede ser de atracción (entre cargas de signos opuestos) o de repulsión (cargas iguales). Esta fuerza es responsable de la cohesión del átomo y las moléculas. Mantiene los objetos cotidianos como entidades con forma propia. Un vaso, una piedra, un auto, el cuerpo humano. Es mucho más fuerte que la gravitación y aunque es de alcance infinito, las cargas de distinto signo se compensan y sus efectos no operan a grandes distancias. Dependiendo de las circunstancias en que actúen, estas interacciones pueden manifestarse como fuerzas eléctricas o magnéticas solamente, o como una mezcla de ambos tipos.

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Si las constantes fueran variables en el teimpo y en el espacio…mala...

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

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constante de Estructura Fina:

Constante universal que está relacionada con el desplazamiento de los niveles de energía de un átomo que presenta estructura fina. Su valor es α = 2π e2 /hc, donde e es la carga del electrón, h la constante de Planck, y c la velocidad de la luz en el vacío.

               Constante Estructura FinaCiencias Planetarias y Astrobiología : La constante de estructura fina en  nuestro Universo

Hemos podido leer por ahí, artículos diversos que nos dicen: “Estudios realizados con el Telescopio…en…, han venido a confirmar que, la constante de estructura fina fue más pequeña en el pasado, cuando el universo era más joven. Otros, sin embargo, nos han dicho lo contrario y dicen que la constante de estructura fina era mayor en el pasado. Tales discrepancias, al parecer, son debidas a que, cada grupo investigador lo hicieron de una parte distinta del Universo. Sin embargo, hay otros muchos que no creen en una constante de estructura fina variable (me cuento entre ellos), ya que, como decía Einstein, si el Universo no es igual en todas partes y en todo tiempo… Sino ¡qué chapuza de universo!

La Mecánica Cuántica: La estructura fina del hidrógenoESPRESSO pone a prueba las constantes de la Física | Instituto de  Astrofísica de Canarias • IAC

                         No son pocas las veces que se han puesto a prueba las constantes de la física

Algunos grupos de científicos sugieren que las variaciones en la constante de estructura fina nos dicen que las leyes de la física no son iguales en todas partes y, cuando leo algo así, me pregunto qué clase de físicos son estos que ponen en duda cuestiones que, como la constante α, han sido más que estudiadas a lo largo de la historia de la Física y, el resultado, es bien conocido.

De todas las maneras, una cosa está muy clara y no deja margen para las dudas: Si las constantes universales variaran con el paso del Tiempo, el Universo también lo haría, y, que sepamos, el Universo se manteiene constante con sus leyes para que nada varíe.

El descubrimiento de los cuásares - NaukasDescubren el primer cuásar del Universo

 

 

Los primeros quásares, descubiertos a finales de 1950, fueron identificados como fuentes de una intensa radioemisión. En 1960 los astrónomos observaron objetos cuyos espectros mostraban unas líneas de emisión que no se podían identificar. En 1963, el astrónomo estadounidense de origen holandés Maarten Schmidt descubrió que estas líneas de emisión no identificadas en el espectro del quásar 3C 273 eran líneas ya conocidas pero que mostraban un desplazamiento hacia el rojo mucho más fuerte que en cualquier otro objeto conocido.

Una de las cuestiones más controvertidas en la cosmología es porque las constantes fundamentales de la naturaleza parecen finamente ajustadas para la vida. Una de estas constantes fundamentales es la constante de estructura fina o alfa, que es la constante de acoplamiento de la fuerza electromagnética (usualmente denotada α, es un número que determina la fuerza de una interacción) y equivale a 1/137,03599911.

                                                             

 Los quásares son los objetos más lejanos del universo y en ellos se producen los sucesos más espectaculares del universo antiguo, debido a inmensos agujeros negros que habitan en su interior. Allí, se pidrían buscar muchas respuestas a preguntas que aún, no han sido contestadas.

Era una cuestión más o menos de rutina para John Webb, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, y sus colegas. Se trataba de estudiar el comportamiento de una oscura constante de la naturaleza nada fotogénica, la constante alfa, fundamental para comprender la propagación de ondas electromagnéticas, como lo son las ondas de luz. Se le llama “la constante de estructura fina”, y en el trabajo usaron dos telescopios, uno en el norte, el telescopio Keck en Mauna Kea, Hawai, y otro en el sur, el Very Large Telescope (VLT) en Paranal, Chile. Las observaciones se referían a objetos extremadamente luminosos del pasado distante del cosmos, llamados quásares.
                                                  Telescopio de Keck imagen de archivo. Imagen de estrella - 49390231

                                                          Telescopio Keck, en Hawaii

 

                                              

                                                    Very Large Telescope, en Chile

 

Entonces, la sorpresa sobrevino. De acuerdo a los datos, hace 10 mil millones de años alfa parecería haber sido mayor en la dirección sur de nuestro planeta, y más pequeña en la dirección norte. Esto consolidaba lo que por más de 20 años han hallado algunos investigadores: que la estructura fina  del universo varía con el tiempo.
Una constante que varía es un oximoron. (Un oxímoron es una figura retórica en la que aparece una contradicción, combinándose dos palabras o expresiones de significado opuesto y que dan lugar a un sentido nuevo.).
                                                       El truco de un Premio Nobel para poder estudiar cualquier cosa de manera  sencilla

ES un secreto bien guardado, pero sabemos la respuesta a la vida, el universo y todo. El nº  es 1/137.

Este número inmutable determina cómo se queman las estrellas, cómo ocurre la química e incluso si existen átomos. El físico Richard Feynman , que sabía un par de cosas al respecto, lo llamó “uno de los mayores misterios de la física: un número mágico que nos llega sin comprenderlo”.

El hecho de que una “constante” universal varíe de este modo crea un nuevo escenario para nuestro conocimiento de la ciencia. No por nada Richard Feynman se refirió a ella como “one of the greatest damn mysteries of physics.”
                                               Estrella - Wikipedia, la enciclopedia libre
La variación encontrada en el análisis de Webb fue de una en cien mil partes. Si la constante de estructura fina fuera sólo un 4% mayor o menor, las estrellas no podrían crear reacciones nucleares creando en sus interiores los átomos de carbón y oxígeno, los elementos sobre los cuales se basa la vida como la conocemos

No será la constante más famosa del mundo, pero sin su valor actual ni siquiera estaríamos aquí. Ahora descubrimos que podría ni siquiera ser constante.

                                                   Constante de Estructura Fina | Stargazer

Estas son las cosas que se comentan de la constante de estructura fina que, como se ha dicho otras veces aquí, es la que guarda los secretos de ¡tantas cosas!, es el 137, es la h de Planc, la c de Einstein y la e de Dirac, es decir, ahí están implicadas el cuanto de acción de Planck, la mecánica cuántica, la velocidad de la luz en el vacío, la relatividad especial de Einstein, y, también el electrón de Dirac. Venir a estas alturas a decirnos que dicha constante es variable en el tiempo y el espacio…da que pensar. Pero sigamos.

Divulgación de la Ciencia: La constante de estructura fina

La constante de estructura fina o constante de estructura fina de Sommerfeld, normalmente representada por el símbolo α, es la constante física fundamental que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética Es una cantidad sin dimensiones, por lo que su valor numérico es independiente del sistema de unidades usado.

La expresión que la define  es

 \alpha = \frac{e^2}{\hbar c \ 4 \pi \epsilon_0} = 7,297 352 568 \times 10^{-3} = \frac{1}{137,035 999 11} .

donde e es la carga elemental,  \hbar = h/(2 \pi) es la es la constante reducida de Planck,  c es la velocidad de la luz  en el vacío, y ε0 es la permitividad del vacío.

¿Brillarían las estrellas de la misma manera si la constante de estructura fina fuese variable? Y, nosotros, ¿estaríamos aquí? El resultado de las dos respuestas sería que NO.

Hay cambios infinitesimales que seguramente podrían ser soportados sin notar cambios perceptibles, como por ejemplo en la vigésima cifra decimal de la constante de estructura fina. Si el cambio se produjera en la segunda cifra decimal, los cambios serían muy importantes. Las propiedades de los átomos se alteran y procesos complicados como el plegamiento de las proteínas o la replicación del ADN pueden verse afectados de manera adversa. Sin embargo, para la complejidad química pueden abrirse nuevas posibilidades. Es difícil evaluar las consecuencias de estos cambios, pero está claro que, si los cambios consiguen cierta importancia, los núcleos dejarían de existir, no se formarían células y la vida se ausentaría del planeta, siendo imposible alguna forma de vida.

Las constantes de la naturaleza ¡son intocables!

                                           Ciencias Planetarias y Astrobiología : La constante de estructura fina en  nuestro Universo

         Existen algunas más pero, todas son intocables, si ellas varían las consecuencias serían funestas

Ahora sabemos que el universo tiene que tener miles de millones de años para que haya transcurrido el tiempo necesario par que los ladrillos de la vida sean fabricados en las estrellas y la gravitación nos dice que la edad del universo esta directamente ligada con otras propiedades como la densidad, temperatura, y el brillo del cielo.

Puesto que el universo debe expandirse durante miles de millones de años, debe llegar a tener una extensión visible de miles de millones de años luz. Puesto que su temperatura y densidad disminuyen a medida que se expande, necesariamente se hace frío y disperso. Como hemos visto, la densidad del universo es hoy de poco más que 1 átomo por m3 de espacio. Traducida en una medida de las distancias medias entre estrellas o galaxias, esta densidad tan baja muestra por qué no es sorprendente que otros sistemas estelares estén tan alejados y sea difícil el contacto con extraterrestres. Si existen en el universo otras formas de vía avanzada, entonces, como nosotros, habrán evolucionado sin ser perturbadas por otros seres de otros mundos hasta alcanzar una fase tecnológica avanzada.

La Nebulosa del Capullo desde CFHT

                                                ¿Qué provoca los colores de la Nebulosa del Capullo?

La expansión del universo es precisamente la que ha hecho posible que el alejamiento entre estrellas, con sus enormes fuentes de radiación, no incidieran en las células orgánicas que más tarde evolucionarían hasta llegar a nosotros. Diez mil millones de años de alejamiento continuado y el enfriamiento que acompaña a dicha expansión permitieron que, con la temperatura ideal y una radiación baja, los seres vivos continuaran su andadura en este planeta minúsculo, situado en la periferia de la galaxia que comparado al conjunto de esta, es sólo una mota de polvo donde unos insignificantes seres laboriosos, curiosos y osados, son conscientes de estar allí y están pretendiendo determinar las leyes, no ya de su mundo o de su galaxia, sino que su osadía ilimitada les lleva a pretender conocer el destino de todo el universo.

                                                         Todos tenemos tendencia a interesarnos por alguna cosa : Blog de Emilio  Silvera V.

Cuando a solas pienso en todo esto, la verdad es que no me siento nada insignificante y nada humilde ante la inmensidad de los cielos. Las estrellas pueden ser enormes y juntas, formar inmensas galaxias… pero no pueden pensar ni amar; no tienen curiosidad, ni en ellas está el poder de ahondar en el porqué de las cosas. Nosotros sí podemos hacer todo eso y más.

La estructura de los átomos y las moléculas está controlada casi por completo por dos números: la razón entre las masas del electrón y el protón, β, que es aproximadamente igual a 1/1.836, y la constante de estructura fina, α, que es aproximadamente 1/137. Supongamos que permitimos que estas dos constantes cambien su valor de forma independiente y supongamos también (para hacerlo sencillo) que ninguna otra constante de la Naturaleza cambie. ¿Qué le sucede al mundo si las leyes de la naturaleza siguen siendo las mismas?

Al mismo tiempo nos ha parecido reconocer que esos objetos, es decir, sus redes cristalinas “reales”, almacenan información (memoria) que se nos muestra muy diversa y que puede cobrar interés en ciertos casos, como el de los microcristales de arcilla, en los que, según Cairns-Smith, puede incluso llegar a transmitirse.

Porque, ¿qué sabemos en realidad de lo que llamamos materia inerte? Lo único que sabemos de ella son los datos referidos a sus condiciones físicas de dureza, composición, etc; en otros aspectos ni sabemos si pueden existir otras propiedades distintas a las meramente físicas. La constante de estructura fina están por todas partes.

Si deducimos las consecuencias pronto encontramos que no hay muchos espacios para maniobrar. Incrementemos β demasiado y no puede haber estructuras moleculares ordenadas porque es el pequeño valor de beta el que asegura que los electrones ocupen posiciones bien definidas alrededor de un núcleo atómico y las cargas negativas de los electrones igualan las cargas positivas de los protones haciendo estable el núcleo y el átomo.

Si en lugar de α versión β, jugamos a cambiar la intensidad de la fuerza nuclear fuerte aF, junto con la de α, entonces, a menos que  αF > 0,3 α½, los elementos como el carbono no existirían.

No podrían existir químicos orgánicos, no podrían mantenerse unidos. Si aumentamos aF en solo un 4 por 100, aparece un desastre potencial porque ahora puede existir un nuevo núcleo de helio, el helio-2, hecho de 2 protones y ningún neutrón, que permite reacciones nucleares directas y más rápidas que de protón + protón →  helio-2.

http://apod.nasa.gov/apod/image/1003/m78_torregrosa.jpg

Tampoco las Nubes moleculares en Orión, lugar cercano a nuestra casa, serían iguales si α fuese variable

Las estrellas agotarían rápidamente su combustible y se hundirían en estados degenerados o en agujeros negros. Por el contrario, si aF decreciera en un 10 por 100, el núcleo de deuterio dejaría de estar ligado y se bloquearía el camino a los caminos astrofísicos nucleares hacia los elementos bioquímicos necesarios para la vida.

En fin, que nuestro Universo es como es porque las constantes fundamentales son las que son.

emilio silvera

Las Noticias del Universo: Una avalancha

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Astronomía y Astrofísica, General    ~    Comentarios Comments (3)

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Blog de Emilio Silvera V.El Universo? ¡Tenemos que conocerlo mejor! : Blog de Emilio Silvera V.Formación de elementos : Blog de Emilio Silvera V.Estrellas de neutrones y Púlsares : Blog de Emilio Silvera V.La perfección! ¿No serán simples rumores? : Blog de Emilio Silvera V.Siempre imaginando, sin dejar de avanzar! : Blog de Emilio Silvera V.Blog de Emilio Silvera V.Pin en universo

Llega el futuro y las cosas nuevas : Blog de Emilio Silvera V.2014 junio 04 : Blog de Emilio Silvera V. | Astronomy, Hubble, Dark matter

Hablar del Universo es hacerlo de lo más grande de lo que tenemos referencia. La inmensidad conocida y, dentro de esa “infinitud”, está todo aquello que como la Materia y el Espacio-Tiempo, regidos por leyes bien definidas y unas constantes universales que le dan su carácter, conforman el Cosmos conocido y en el cual, aparecimos nosotros para observar lo que estaba pasando y, sobre todo, para plantear muchas preguntas. La relatividad General nos trajo una nueva cosmología.

                  Resultado de imagen de Artículo de ocho páginas de Max Planck que puso la semilla de la mecánica cuántica

“Un día de 1.900, se publicó un artículo de ocho páginas que sentaron las bases de la Mecánica Cuántica. Su autor, Max Planck, cambió conceptos clásicos para traernos una nueva visión del universo infinitesimal (10 con exponente -35 m.)a una distancia conocida como límite de Planck donde los Quarks están confinados en tripletes formando protones y neutrones y la fuerza nuclear fuerte tiene su dominio y se deja sentir a través de los bosones portadores, los Gluones.”

Imagen y leyenda de este mismo Blog

A su vuelta, tendrá el récord de vuelo espacial continuo más largo de un astronauta estadounidense.

 

Rusia dice que no abandonará en el espacio al astronauta estadounidense Mark Vande Hei

El rover es capaz de transportar a dos astronautas a la vez.

 

Prueban en el desierto de California el rover que podrá transportar a dos astronautas y soportar las noches lunares

Ahora, hay pocas aeronaves alrededor de la Luna, pero se espera que esto cambie en un futuro reciente.

 

La Fuerza Aérea de Estados Unidos quiere patrullar el espacio desde la Luna

 

El 11 de junio volverá a pasar cerca de la Tierra.

Un ingeniero trabaja en la nave Clipper.
 

 

No pasa ni un sólo día sin que tengamos una buena cantidad de noticias nuevas sobre descubrimientos y fenómenos ocurridos en nuestro Universo que nos hablan de los temas más diversos:

                                                           Descubren la estrella más fría del Universo - EcoDiario.es

Un equipo internacional de astrónomos acaba de descubrir el astro más frío detectado hasta ahora fuera del sistema solar, a unos 75 años luz de la Tierra, informó hoy en un comunicado el Centro Nacional Francés de Investigación Científica (CNRS).

Se trata de una estrella enana marrón que forma parte de un sistema binario bautizado CFBDSIR 1458+10 y que tiene una temperatura de unos 100 grados centígrados, la misma a la que hierve el agua y parecida a la de una sauna.

A escala humana, 100ºC puede parecer una temperatura elevada, pero para una estrella, es ínfima, pensemos en que, la superficie de nuestro Sol está a unos 5.500ºC.

Si dos estrellas enanas marrones tienen temperaturas tan reducidas, es posible que tengan también propiedades diferentes a la de enanas marrones descubiertas previamente pero con mayores temperaturas.

Las estrellas marrones son en realidad, estrellas fallidas: No poseen la masa suficiente para que la Gravedad active active las reacciones nucleares que hacen brillar a las estrellas fusionando Hidrógeno en Helio (la Secuencia Principal).

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Premios anuales de Física

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

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Convocatoria de los Premios de Física Real Sociedad Española de Física-Fundación BBVA 2022

                                                  Real Sociedad Española de Física - Catálogo de productos de la RSEF

Real Sociedad Española de Física

Ayudas a Proyectos de Investigación
En esta convocatoria se concederán ocho premios en las siguientes categorías y modalidades, con las dotaciones brutas indicadas:

  • Medalla de la RSEF, dotada con 15.000 euros.
  • Investigador Joven en las modalidades de Física Teórica y Física Experimental, dotada cada una de ellas con 6.000 euros.
  • Enseñanza y Divulgación de la Física en las modalidades de Enseñanzas Medias y Enseñanza Universitaria, dotada cada una de ellas con 6.000 euros.
  • Física, Innovación y Tecnología, dotado con 8.000 euros.
  • Mejores Contribuciones a las Publicaciones de la RSEF con dos premios asignados respectivamente a temas de Enseñanza y Divulgación, dotado cada uno de ellos con 1.500 euros.
Las candidaturas deberán presentarse a través de la página web https://form.rsef.es/ desde el 15 de marzo de 2022  hasta  las 14 horas (hora peninsular) del 20 de mayo de 2022.
A quien pudiera interesar.