Las escalas del Universo no son humanas, existen objetos y “criaturas” que nos llevan al asombro y a la incomprensión que tratamos racionalizar y no siempre lo podemos conseguir. El día que entendamos lo que pasa y como funciona ese pequeño “universo” que vive oculto en el nuestro…

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No dejamos de hablar del “Cambio Climático” como algo malo provocado por los humanos. Sin embargo, qué podemos decir de todos los cambios sufridos por la Tierra cuando nosotros no habíamos llegado 

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                                                    Cuando hicimos acto de presencia nosotros?

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Entró en escena William Herschel, el primer astrónomo que llevó a cabo observaciones agudas y sistemáticas del universo más allá del Sistema solar, donde está la mayor parte de lo que existe. De hecho, en la primera parte del siglo XIX, miles de galaxias fueron identificadas y catalogadas por William y Caroline Herschel, y John Herschel. 1900, se han descubierto en exploraciones fotográficas gran cantidad de galaxias. Éstas, a enormes distancias de la Tierra, aparecen tan diminutas en una fotografía que resulta muy difícil distinguirlas de las estrellas. La mayor galaxia conocida tiene aproximadamente trece veces más estrellas que la Vía Láctea.

 

El observatorio espacial Herschel ha facilitado a un grupo de astrónomos observar cinco galaxias muy lejanas gracias al efecto lente gravitatoria. Así, de alguna manera, y en memoria de Herschel, el Telescopio que lleva su nombre continñua su que fue fundamental

 

 

 

En 1912 el astrónomo estadounidense Vesto M. Slipher, trabajando en el Observatorio Lowell de Arizona (EEUU), descubrió que las líneas espectrales de todas las galaxias se habían desplazado la región espectral roja. Su compatriota Edwin Hubble interpretó esto como una evidencia de que todas las galaxias se alejaban unas de otras y llegó a la conclusión de que el Universo se expandía. No se sabe si continuará expandiéndose o si contiene materia suficiente para frenar la expansión de las galaxias, de forma que éstas, finalmente, se junten de , parece que ésto último no sucederá nunca. La materia del Universo parece estar aproximadamente en la tasa del la Densidad Crítica. Si es así, el Universo se expandirá para siempre y tendrá una muerte térmica: El frío desolador del Cero Absoluto (^–273 ºC) donde ni los átomos se mueven.

 

Es curioso como Herschel, encontró su camino la plenitud siguiendo las huellas de Kepler y Galileo a través del puente que lo llevó de la Música a la Astronomía. La habilidad de Herschel como observador era también muy refinada; sabía utilizar los telescopios. Él decía: “Ver es un arte que es necesario aprender”.

 

 

“La luz de las estrellas fijas es de la misma naturaleza [que] la luz del Sol” nos decía Newton, mientras que E. Hubble, comentaba que: “Las observaciones siempre involucran una teoría”. Ambos llevaban razón. Surgieron dos escuelas de pensamiento sobre la naturaleza de las “nebulosas elípticas” que predominaron en el siglo XIX. Una de ellas, la teoría del universo-isla de Kant y Lambert- la expresión es de Kant-, sostenía qwue nuestro Sol  es una de las muchas estrellas de una Galaxia, la Vía mLáctea, y que hay otras muchas galaxias, que vemos a través de grandes extensiones de espacio nebulosas espirales y elípticas. (como eran llamadas en aquel tiempo a las galaxias que, no se podían ver con la nitidez que nos proporcionan nuestras modernos telescopios.)

                                                       Las Tablas Rudolfinas de Kepler

Einstein entra en escena. Nació en Ulm, donde Kepler antaño había deambulado en busca de un impresor, con el manuscrito de las Tablas Rudolfinas Bajo el brazo. Einstein como sabemos, fue un niño aislado y encerrado en sí mismo. No habló los tres años. Daremos un salto hasta 1905, año en el que comenzaron a cristalizar sus pensamientos pudiendo escribir cuatro artículos memorables que lo situaron en ese lugar de privilegio de los verdaderos maestros.

N0, Einstein no llegó a la Física y la Cosmología en bicicleta, él cogió una autopista mayor, esa que está conformada por los pensamientos y que nos pueden llevar más lejos, de lo que cualquier vehículo nos podrá llevar nunca. El primero de aquellos -ahora famosos- artículos, fue publicado tres días después de cumplir los veintiseis años, contribuiría a poner los fundamentos de la física cuántica. Otro modificó el curso de la teoría atómica y la mecánica estadística. Los otros dos enunciaron lo que se conoció como la teoría de la relatividad especial.

Cuando Planck, por aquel entonces director editorial de la Revista científica Annalen der Physik, levantó la mirada después de leer el artículo sobre la relatividad especial, sabiendo inmediatamente que el mundo había cambiado. La era Newton había terminado y había surgido una nueva ciencia reemplazarla.

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La odisea que llevó a Einstein hasta la relatividad especial -y de ella a la relatividad general, que expresaría la cosmología de los espacios curvos- empezó cuando tenía cinco años y su padre le mostró una brújula de bolsillo para que estuviera entretenido pero, aquello, le fascinó y, no podía saber qué magia hacia que la aguja señalara siempre hacia el mismo lugar sin tener en el movimiento. Al preguntar, le dijeron que la Tierra está envuelta dentro de un campo magnético que era el responsable de tal “milagro” y, aquello, al joven Einstein, le maravilló y despertó su curiosidad que nunca le dejó entonces. Él decía que detrás de las cosas debe haber algo profundamente oculto, que nos podría explicar el por qué se comportan de ciertas maneras.

Como antes decía, en el siglo XX hemos podido ser testigos de múltiples y maravillosos descubrimientos científicos que han cambiado la concepción que del mundo podíamos tener: La teoría de Planck del cuanto que nos llevó directamente a la Mecánica Cuántica, el Relatividad de Einstein que nos lleva a un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, nos dijo que la luz marcaba el límite de transmitir la información y, también, que la masa y la energía eran una misma cosa, así como que, ¡el Tiempo!, era relativo y no absoluto. Más tarde, en su ampliación de la teoría en 1916, nos dijo que la presencia de grandes masas distorsionaba el espacio-tiempo.

  Deformación de la malla espacio-tiempo

Estos dos claros exponentes de aquella revolución científica nos abrieron los ojos y la mente a un Universo distinto que , después de dichas teorías, tenía más sentido. Otro de aquellos descubrimientos explosivos, fue la teoría cosmológica del big bang, que surgió como combinación de ambas, y, justo es que se diga,  quienes fueron sus protagonistas que, no por sabido, estará demás dejar aquí un pequeño homenaje.

Cuando Einstein publicó en 1916 la teoría de la relatividad general era consciente de que ésta modificaría la universal de Newton: la solución a sus ecuaciones no sólo sustituyo el planteamiento dinámico de fuerza de atracción por otro geométrico de deformación del espacio-tiempo, sino que permitía explicar el universo en su conjunto.

Fue él el primer sorprendido al encontrar que dicha solución global traía como consecuencia un mundo cambiante, un universo que inicialmente estimó en contracción. Como esto no le cabía en la cabeza introdujo un término en las ecuaciones que contrarrestara el efecto gravitatorio: una fuerza repulsiva, a la que llamó constante cosmológica (Λ) constante dotaba al espacio vacío de una presión que mantenía separados a los astros, logrando así un mundo acorde a sus pensamientos: estático, finito, homogéneo e isótropo.

Más tarde, Einstein comentaría que la introducción de constante, había sido el mayor error de su vida, porque (con una mejor estimación de la densidad) podía haber predicho la expansión del universo antes de que fuera observada experimentalmente. Claro que, su excusa era admisible, cuando el introdujo la constante cosmológica, nadie sabía que el universo estaba en expansión. Sin embargo, estudios posteriores han venido a confirmarla.

                                Albert Einstein y el famoso eclipse

Con todo y a pesar de su enorme importancia, la teoría de la relatividad no llegó a tener verdadera importancia hasta que, en 1919, Arthur Eddintong confirmó la predicción del físico alemán con respecto a la curvatura de la luz, aprovechó el eclipse solar de Sol de ese año. De la noche a la mañana, Einstein se convirtió en el físico más popular del mundo al predecir con su ingenio y con su enorme intuición fenómenos que eran reales antes de que éstos fueran comprobados. Así, con carácter desenfadado, expresándose en términos sencillos y muy distintos ( estirados) que los de sus colegas, había dado respuesta a preguntas que habían sido formuladas pero, que nadie hasta entonces, había sabido contestar.

El astrónomo holandés Willem de Sitter  obtuvo en 1917 una solución a las ecuaciones del sabio alemán, sugiriendo la posibilidad de que el universo fuera infinito, aparentemente estático y de densidad prácticamente nula en el que tan solo había energía. Por otro lado, el matemático ruso Alexander Friedmann consiguió en 1922 varias soluciones a las ecuaciones proponiendo universos que se contraían o que se expandían, según los valores que tomara la constante cosmológica. Cuando su se publicó en Alemania, Einstein respondió con una nota en la misma revista presumiendo un error matemático. El error resultó finalmente inexistente, pero Einstein tardó en rectificar, por lo que la respuesta de Friedmann quedó en un segundo plano.

Lo cierto es que Einstein, ha dado en el “blanco” con muchas de sus Ideas y, si pudiéramos coger una Gran Nave superlumínica y recorriéramos el espacio interestelar paseando por las distintas regiones del Universo, veríamos que – el vaticinó-,  todo es igual en todas partes: Cúmulos y supercúmulos de Galaxias, Galaxias cuajadas de estrellas en cúmulos y sueltas con sus sistemas planetarios, púlsares de giros alucinantes, magnéteres creando inmensos capos electromagnéticos, agujeros negros que se tragan todo lo que traspasa el Horizonte de sucesos, Hermosas y brillantes Nebulosas de las que surgen las nuevas estrellas, nuevos mundos y, muy probablemente… nuevas formas de vida.

Está claro que pensar siquiera en que en nuestro universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, habrá distintas leyes físicas, sería pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar como Einstein y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a de lo contrario, los científicos suponen con prudencia que, sea cual fueren las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte de nuestro universo por muy remota que se encuentre; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos.

Arriba Satélite Gravity Probe B. Dedicado a medir la curvatura del campo gravitatorio terrestre debido a la teoría de la relatividad de Einstein. Abajo los científicos chinos comandados por Juan Yin crearon fotones entrelazados mediante la estimulación de un cristal con luz ultravioleta, que produjo  un par de fotones con la misma longitud de onda, pero opuestos. Por separado, ambas teorías funcionan muy bien y se pueden medir y comprobar límites excepcionales. Sin embargo, si las juntamos…

Cuando los físicos empezaron a apreciar el papel de las constantes en el dominio cuántico y explotar la nueva teoría de la gravedad de Einstein para describir el universo en conjunto, las circunstancias eran las adecuadas para que alguien tratara de casarlas. Y, entonces, en eso estamos pero, el casamiento, no se consuma.

Hay aspectos de la física que me dejan totalmente sin habla y quedan fuera de nuestra realidad que, inmersa en lo cotidiano de un mundo macroscópico, nos aleja de ese otro mundo misterioso e invisible donde residen los cuantos que con su comportamiento, me obligan a pensar y me transportan este mundo material nuestro a ese otro fascinante, donde residen las maravillas del universo, sus cimientos infinitesimales en los que residen las “ladrillos” de las estrellas y galaxias…también de los mundos y de los seres vivos. La materia es tan compleja que aún no hemos podido llegar a comprenderla…del todo.

emilio silvera

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Una abundante nueva variedad de lugares que podrían servir de hogar para la vida… y las vistas son espectaculares. Flotando en la Vía Láctea hay tal vez mil millones de frías enanas marrones, objetos muchas veces tan masivos como Júpiter, pero no lo suficiente para encenderse como una estrella. Según un estudio reciente, las capas de sus atmósferas superiores presentan temperaturas y presiones similares a las de la Tierra, y podrían albergar microbios que naveguen en corrientes termales ascendientes.

La idea surge de la idea de una zona habitable que incluye una vasta cantidad de mundos que previamente no eran considerados. “No se necesita tener inevitablemente un planeta terrestre con una superficie”, dice Jack Yates, científico planetario de la Universidad de Edimburgo en Reino Unido, quien lideró el estudio.

                          Ni podemos imaginar lo que puede estar morando en las nubes Interestelares

La vida atmosférica no es solo para las aves. Durante décadas, los biólogos han conocido microbios que se dejan llevar por el viento a granes alturas sobre la superficie de nuestro planeta. Y en 1976, Carl Sagan imaginó la clase de ecosistema que podría evolucionar en las capas superiores de Júpiter, alimentados por la luz solar. Sería como plancton aéreo: pequeños organismos que Sagan llamó “hundidores” (“sinkers” en inglés). Otros organismos, denominados “flotadores” (“floaters” en inglés), podrían ser similares a globos y subir o bajar en la atmósfera manipulando la presión de sus cuerpos. En los años posteriores, los astrónomos también han considerado la idea de microbios en la atmósfera de dióxido de carbono sobre la superficie inhóspita de Venus.

               Very Large Telescope, o VLT,  de la EAO

El telescopio VLT de ESO ha sido el instrumento utilizado para crear el primer mapa del tiempo de la superficie de la enana marrón más cercana a la Tierra. Un equipo internacional ha hecho un mapa de las zonas claras y oscuras en WISE J104915.57-531906.1B, conocido comúnmente como Luhman 16B, una de las dos enanas marrones descubiertas recientemente que forman pareja y que se encuentra a tan solo seis años-luz del Sol

WISE image of Luhman 16. In the GMOS image in the inset, it is resolved into a pair.

Yates y sus colegas aplicaron el mismo pensamiento a una clase de mundo que Sagan no conoció. Algunas enanas marrones frías, descubiertas en 2011, tienen superficies a temperaturas ambientes o menores; las capas más bajas serían realmente agradables. En marzo de 2013, los astrónomos descubrieron a WISE 0855-0714, una enana marrón a solo 7 años-luz de distancia que parece tener nubes de agua en su atmósfera. Yates y sus colegas actualizaron los cálculos de Sagan para identificar los tamaños, densidades, y estrategias de vida de los microbios que podrían arreglárselas para mantenerse en las alturas de la región habitable de una enorme atmósfera con hidrógeno gaseoso como predominante. Si se hunde demasiado se cocina o aplasta por la presión. Si se eleva demasiado alto se puede congelar.

En tal mundo, los pequeños hundidores como los microbios de la atmósfera de la Tierra, o incluso más pequeños, tendrían una mejor probabilidad que los flotadores de Sagan, informaron en el estudio. Pero mucho depende del clima: Si las marejadas de vientos son muy fuertes en las enanas marrones, como parece ser el caso en las bandas de los gigantes de gas como Júpiter y Saturno, las criaturas del cielo pueden forjar un nicho. En ausencia de luz estelar, podrían alimentarse de nutrientes químicos. Las observaciones de las atmósferas frías de enanas marrones revelan la mayoría de los ingredientes de los que la vida terrestre depende: carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno, aunque quizá no fósforo.

                                             

La vida es especulativa, pero vale la pena considerarla, dice Duncan Forgan, astro-biólogo de la Universidad de St. Andrews en Reino Unido, quien no participó del estudio pero dice que es alguien cercano al equipo. “Realmente abre el campo en términos de la cantidad de objetos que podríamos entonces pensar, bien, estas son regiones habitables”, indica.

25 aniversario del descubrimiento de la primera enana marrón

Hasta ahora, solo unas pocas docenas de enanas marrones frías han sido descubiertas, aunque las estadísticas sugieren que debería haber unas 10 a menos de 30 años-luz de la Tierra. Estas enanas deberían ser objetivos para el Telescopio Espacial James Webb (JWST), que es sensible en el infrarrojo donde las enanas marrones más se destacan. Después que se lance en 2018, el JWST debería revelar el clima y composición de sus atmósferas, dice Jackie Faherty, astrónomo de la Institución Carnegie para la Ciencia en Washington, D.C. “Comenzaremos a obtener magníficos espectros de estos objetos”, dice ella. “Esto me hace pensar en ello”.

                                       Posible formas de vida en las nubes de estrellas fallidas

Probar la existencia de vida requeriría anticipar una fuerte huella espectral de subproductos de los microbios como metano u oxígeno, y luego diferenciarlos de otros procesos, dice Faherty. Otro problema sería explicar cómo podría surgir la vida en un ambiente que carece de interfaces agua-roca, como respiraderos hidrotermales, donde se piensa que la vida pudo haber comenzado en la Tierra. Quizá la vida podría desarrollarse gracias a reacciones químicas en las superficies de granos de polvo en la atmósfera de enanas marrones, o tal vez logró afianzarse apoyo después de llegar a bordo de un asteroide. “Tener pequeños microbios que flotan dentro y fuera de la atmósfera de una enana marrón es genial. Pero hay que llevarlos allí primero”, dice Forgan.

El estudio “Atmospheric Habitable Zones in Y Dwarf Atmospheres” fue publicado en la edición del 20 de febrero de 2017 de The Astrophysical Journal.

Fuente: Science

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