Muestra de la NASA del asteroide Bennu que contiene un ‘caldo’ con los ingredientes de la vida.

En este fotograma de video, Jason Dworkin sostiene un vial que contiene parte de la muestra del asteroide Bennu que la misión Orígenes, Interpretación Espectral, Identificación de Recursos y Seguridad – Explorador de Regolito (OSIRIS-REx, por sus siglas en inglés) de la NASA trajo a la Tierra en 2023. Dworkin es el científico del proyecto de la misión en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Credit: NASA/James Tralie

Los estudios de las rocas y el polvo del asteroide Bennu que fueron traídos a la Tierra por la nave espacial de la misión Orígenes, Interpretación Espectral, Identificación de Recursos y Seguridad – Explorador de Regolito (OSIRIS-REx, por sus siglas en inglés) de la NASA han revelado moléculas que, en nuestro planeta, son clave para la vida, así como un historial de la existencia de agua salada que podría haber servido como “caldo” para que estos compuestos interactuaran y se combinaran.

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Noticias NASA

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Hay que prestar atención a las coincidencias. Uno de los aspectos más sorprendentes en el estudio del Universo astronómico durante el siglo XX, ha sido el papel desempeñado por la coincidencia: Que existiera, que fuera despreciada y que fuera recogida. Cuando los físicos empezaron a apreciar el papel de las constantes en el dominio cuántico y a explorar 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 unirlas.

La teoría de Einstein nos habló del Cosmos de otra manera, él nos dijo cómo se curvaba la luz al pasar cerca de objetos masivos.

Para comprobarlo entró en escena Arthur Eddington; un extraordinario científico que había sido el primero en descubrir cómo se alimentaban las estrellas a partir de reacciones nucleares. También hizo importantes contribuciones a nuestra comprensión de la galaxia, escribió la primera exposición sistemática de la teoría de la relatividad general de Einstein y fue el responsable de verificar, en una prueba decisiva durante un eclipse de Sol, la veracidad de la teoría de Einstein en cuanto a que el campo gravitatorio del Sol debería desviar la luz estelar que venía hacia la Tierra en aproximadamente 1’75 segmentos de arco cuando pasaba cerca de la superficie solar, y así resultó.

Einstein y Eddintong en el jardín de la casa de éste último

Albert Einstein y Arthur Stanley Eddington se conocieron y se hicieron amigos. Se conservan fotos de los dos juntos conversando sentados en un banco en el jardín de Eddington en el año 1.930, donde fueron fotografiados por la hermana del dueño de la casa.

Placa tomada por Eddintong en Puerto Príncipe, en la que se corroboraba la predicción de Einstein de la Teoría de Relatividad General. La luz del Sol se curvaba en presencia de grandes masas.

Aunque Eddington era un hombre tímido con pocas dotes para hablar en público, sabía escribir de forma muy bella, y sus metáforas y analogías aún las utilizan los astrónomos que buscan explicaciones gráficas a ideas complicadas. Nunca se casó y vivió en el observatorio de Cambridge, donde su hermana cuidaba de él y de su anciana madre.

Eddington creía que a partir del pensamiento puro sería posible deducir leyes y constantes de la naturaleza y predecir la existencia en el universo de cosas como estrellas y galaxias. ¡Se está saliendo con la suya!

                                        Estrellas en las Galaxias

Entre los números de Eddington, uno lo consideró importante y lo denominó “número de Eddington”, que es igual al número de protones del universo visible. Eddington calculó (a mano) este número enorme y de enorme precisión en un crucero trasatlántico concluyendo con esta memorable afirmación.

“Creo que en el Universo hay

15.747.724.136.275.002.577.605.653.961.181.555.468.044.717.914.527.116.709.                  366.231.425.076.185.631.031.296

de protones y el mismo número de electrones.”

Este número enorme, normalmente escrito N_Edd, es aproximadamente igual a 10⁸⁰. Lo que atrajo la atención de Eddington hacia él era el hecho de que debe ser un número entero, y por eso en principio puede ser calculado exactamente.

Durante la década de 1.920, cuando Eddington empezó su búsqueda para explicar las constantes de la naturaleza, no se conocían bien las fuerzas débil y fuerte, y las únicas constantes dimensionales de la física que sí se conocían e interpretaban con confianza eran las que definían la gravedad y las fuerzas electromagnéticas.

La fuerza nuclear fue conocida después de que Eddington hiciera sus formulaciones sobre la Gravedad y el magnetismo.

Eddington, a las conocidas, las dispuso en tres grupos o tres puros números adimensionales. Utilizando los valores experimentales de la época, tomó la razón entre las masas del protón y del electrón:

m_p / m_e ≈ 1.840

La inversa de la constante de estructura fina:

2πhc / e² ≈ 137

Y la razón entre la fuerza gravitatoria y la fuerza electromagnética entre un electrón y un protón:

e² / Gm_pm_e ≈ 10⁴⁰

A éstas unió o añadió su número cosmológico, N_Edd ≈ 10⁸⁰.

A estos cuatro números los llamó “las constantes últimas”, y la explicación de sus valores era el mayor desafío de la ciencia teórica.

“¿Son estas cuatro constantes irreducibles, o una unificación posterior de la física demostrará que alguna o todas ellas pueden ser prescindibles?

¿Podrían haber sido diferentes de los que realmente son?”

 

Funciones de onda del electrón en un átomo de hidrógeno a diferentes niveles de energía. La mecánica cuántica no puede predecir la ubicación exacta de una partícula en el espacio, solo la probabilidad de encontrarla en diferentes lugares. Las áreas más brillantes representan una mayor probabilidad de encontrar el electrón.

 

 

Esquema de una función de onda mono-electrónica u orbital en tres dimensiones.

 

Nunca ha resultado fácil hablar de las infinitesimales estructuras de lo muy pequeño y de sus comportamientos, allí residen los misterios de la materia y, con estas pequeñas estructuras están, en realidad, conformadas todas las estructuras macroscópicas como las galaxias y otras que en el Universo podemos contemplar. Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas.

Repito:

“¿Son estas cuatro constantes irreducibles, o una unificación posterior de la física demostrará que alguna o todas ellas pueden ser prescindibles?

¿Podrían haber sido diferentes de los que realmente son?”

 

Esa Teoría que Einstein buscó durante los últimos años de vida, una Teoría que lo explicara todo. seguro que los físicos de otros mundos, también la persiguen sin descanso. ¿La alcanzará alguna inteligencia presente en el Universo?

De momento, con certeza nadie ha podido contestar a estas dos preguntas. Como  ocurre con tantas otras, están a la espera de esa Gran Teoría Unificada o del Todo, que por fin nos brinde las respuestas tan esperadas y buscadas por todos los grandes físicos del mundo. ¡Es todo tan complejo! ¿Acaso es sencillo y no sabemos verlo? Seguramente un poco de ambas cosas; no será tan complejo, pero nuestras mentes aún no están preparadas para ver su simple belleza. Una cosa es segura, la verdad está ahí, esperándonos.

Esta es la estatuilla del premio Abel de las matemáticas

Ningún otro proyecto moderno de matemáticas tiene un alcance tan amplio, ha producido tantos resultados profundos y contado con tanta gente trabajando” como el programa Langlands. Se considera la Gran Teoría Unificada de las matemáticas.

Algunos artistas ven lo que, para otros, pasa desapercibido. Con los físicos pasa algo así, ellos ven cosas que, para la gente corriente… ¡No existen!

Para poder ver con claridad no necesitamos gafas, sino evolución. Hace falta alguien que, como Einstein hace 100 años, venga con nuevas ideas y revolucione el mundo de la física que, a comienzos del siglo XXI, está necesitada de un nuevo y gran impulso. ¿Quién será el elegido? Por mi parte me da igual quién pueda ser, pero que venga pronto. Quiero ser testigo de los grandes acontecimientos que se avecinan, la teoría de supercuerdas y mucho más.

Cuando lleguemos a comprender la Física que viene, podremos comprender, mucho mejor, nuestro Universo.

Igualmente, antes de pasar a otros temas, debo comentar que algunos físicos piensan que las constantes de la naturaleza son “reprocesadas” cuando la materia colapsa en una singularidad de densidad infinita, por ejemplo, cuando un universo cerrado colapsa y rebota a un estado de expansión, como fue sugerido por primera vez por John A. Wheeler. El universo colapsa en el Big Crunch y explota expandiéndose para formar un nuevo universo y comenzar de nuevo. Es la teoría del universo cíclico que, se renueva una y otra vez. Sin embargo, me queda la duda de que, si eso fuese así, ?surgiría la vida en esos otros universos? o, por el contrario tendría otras leyes y otras reglas.

Las imágenes que nuestras mentes pueden recrear, son tan ricas y bellas que, sin lugar a ninguna duda serán imágenes gravadas en lo más profundo de nuestro ser y que emergen, como mensajes llegados del espacio infinito, para recordarnos que, todo lo que podamos imaginar…¡Existe!

Mirando al cielo estrellado, o desde la orilla, la inmensidad del océano que se pierde en el horizonte, nos podríamos sentir insignificantes. Sin embargo, no es así como deberíamos mirarlo. He dicho algunas veces que todo lo grande está hecho de cosas pequeñas, y esa afirmación nos da la respuesta. Formamos parte de algo muy grande: el Universo, y, nosotros, somos la materia evolucionada hasta su más alto grado que, habiendo llegado a tener una Mente, tiene conexión directa con el Cosmos infinito al que pertenecemos y, ahora, sólo estamos en la fase de adaptarnos a su ritmo antes de que un día, finalicemos fundiéndonos con él, y, de esa manera, sí que formaremos parte real del Universo.

Estamos en un nivel de sabiduría aceptable pero insuficiente; es mucho el camino que nos queda por recorrer y, como dice Freund, la energía necesaria para explorar la décima dimensión es mis billones de veces mayor que la energía que puede producirse en nuestros mayores colisionadores de átomos. La empresa resulta difícil para seres que, como nosotros, apenas tenemos medios seguros para escapar del débil campo gravitatorio del planeta Tierra.

    ¿Cómo poder comparar nuestras fuerzas artificiales con las de la Naturaleza?

Energías de tal calibre, que sepamos sólo han estado disponibles en el instante de la creación del universo, en su nacimiento, en eso que llamamos Big Bang. Solamente allí estuvo presente la energía del hiperespacio de diez dimensiones, y por eso se suele decir que cuando llegue la teoría de cuerdas sabremos y podremos desvelar el secreto del origen del universo. A los físicos teóricos siempre les resultó provechoso introducir dimensiones más altas para fisgar libremente en secretos celosamente escondidos.

Puede que viajemos a esas dimensiones más altas en momentos especiales, o, teoricemos sobre la posibilidad de su existencia como hacemos con el gráfico de arriba que representa un modelo de manguera de un espacio-tiempo de dimensiones más altas de tipo Kaluza-Kleim donde la longitud, o mejor, la dimensión a lo largo de la longitud de la manguera representa el 4-espacio-tiempo normal, y la dimensión alrededor de la manguera representa la dimensión extra “pequeñas” (quizá escala de Planck). Imaginemos un “ser” que habite en este mundo, que rebasa estas dimensiones extra “pequeñas”, y por ello no es realmente consciente de ellas.

Si existen dimensiones más altas, nuestros sentidos primitivos, muy sujetos a lo terrenal, no pueden percibirlas y, necesitamos evolucionar para ver, lo que el Universo es. Aunque eso sí, es el mismo Universo el que nos tiene situados en esta fase “primitiva”, para él, el Tiempo cuenta de otra manera y, ha decidido que la evolución humana se produzca y desarrolle por el tiempo universal, el humano, es demasiado corto para tan gran empresa.

Según esa nueva teoría, antes del Big Bang nuestro Cosmos era realmente un Universo perfecto de diez dimensiones, un mundo en el que el viaje inter-dimensional era posible. Sin embargo, ese mundo deca-dimensional era inestable, y eventualmente se “rompió” en dos, dando lugar a dos universos separados: un universo de cuatro (el que podemos ver) y otro universo de seis dimensiones que, permanece oculto a nuestra percepción.

No tenemos que descartar que sea ese universo invisible, el de seis dimensiones, el que nos pueda sacar de apuro cuando llegue el momento, y, eso, amigos míos, sólo será posible si hemos evolucionado para poder hacerlo.

Todo lo anterior está muy bien pero, no olvidemos que dos son UNO, que un hombre solo está en mala compañía. La unión de dos partes contrapuestas alcanza la perfección. Si sabemos comprender eso… ¡Es posible que alcancemos los objetivos!

Emilio Silvera Vázquez

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Ya hemos hablado aquí otras veces de este vacío. Cuando vemos las imágenes de cúmulos de galaxias, de enjambre de estrellas, de las Nebulosas gigantes moleculares y otros objetos cosmológicos, pensamos que el Universo está plagado de todos ellos, que no podríamos caminar sin tropezarnos con alguno. Sin embargo, nada más lejos de ese escenario. Se estima la densidad media del universo en 1 átomo de hidrógeno cada año luz cúbico. Un año luz cúbico son 9.46e17 centímetros cúbicos. Hay 1/9.46e17 (1.06e-18) átomos de hidrógeno por centímetro cúbico.

Las estrellas masivas mueren de forma dramática, explotando como espectaculares supernovas que liberan una gran cantidad de masa y energía. Estas explosiones arrastran todo el material de sus alrededores, creando una gran burbuja que se va expandiendo en el medio interestelar. En el corazón de estas burbujas se encuentra una pequeña y densa estrella de neutrones o un agujero negro, los restos de lo que en su día fue una brillante estrella.

El Universo (al menos para nosotros), es tridimensional, y, si acaso, añadimos la dimensión temporal

Los “mundos” que imaginan los físicos teóricos, no siempre se pueden verificar, ya que, van más allá de la realidad

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Alejandría, en Egipto, una ciudad situada entre Oriente y Occidente, que fue durante varios siglos el centro del saber, “un centro de cálculo”, “un lugar paradigmático”.

Fundada por Alejandro Magno en 331 a.C., en parte por su deseo de acercar Egipto al mundo griego y en parte porque quería un puerto que no se viera afectado por las inundaciones del Nilo.

Alejandría fue pensada desde el principio como una “megalópolis”, construida en forma de chlamys, una capa militar Macedonia, y provista de murallas que se extenderían “sin cesar” en la distancia, con las calles tan amplias como nunca se había visto, basada en el diseño aristotélico de la ciudad ideal (una cuadrícula dispuesta de tal manera que se beneficiara de las brisas marinas, pero proporcionara refugio frente al viento).

Un tercio de la ciudad era “territorio real”, y ésta constituía un centro de comercio convenientemente situado en el extremo oriental del Mediterráneo, cerca del lugar en el que el Nilo y el mar Rojo conforman un cruce de caminos internacional, y donde muchas caravanas procedentes del interior de África y de Asia convergían en la costa.

Disponía de dos puertos, uno de los cuales ostentaba el famoso faro de casi cuarenta y cinco metro de alto, una de las maravillas del mundo antiguo, que podía ser visto desde una distancia de más de cincuenta kilómetros.

Tras la muerte de Alejandro, sus generales se pelearon entre sí, lo que finalizó con una división del imperio en la que Selenco se hizo con el control de la parte septentrional, incluidos Israel y Siria, mientras que los territorios egipcios quedaron bajo el control de Ptolomeo I, al menos desde el año 306 a.c.

Con todo, Alejandría era principalmente famosa como centro de conocimiento. Según la tradición, el mismo Alejandro, cuando hubo decidido cuál era el lugar ideal para su nueva ciudad, ordenó también la construcción en ella de una gran Biblioteca dedicada a las musas.

La idea no era nueva: en Babilonia se habían reunido diversas bibliotecas y otras habían surgido en diversos lugares del Mediterráneo, en particular en Pérgamo y Efeso. No obstante, desde el principio la ambición era mayor en Alejandría que en cualquier otro lugar y, en palabras de un estudioso, lo que se organizó allí fue una verdadera “fuente del conocimiento”.Ya en 283 a.c. había un sínodos, una comunidad de entre treinta y cincuenta hombres instruidos (sólo hombres), vinculado a la biblioteca y dotado de especiales privilegios: los estudiosos estaban exentos del pago de impuestos y podían abastecerse y hospedarse gratis en el sector real de la ciudad.

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A la caza del «simetrón», la partícula que explicaría la Energía Oscura.

Un experimento de alta precisión no consigue evidencias de un «campo de simetrón», similar al Higs y que impregnaría todo el Universo.

Ahí fuera, en la inmensidad del Universo, hay muchas cosas que aún no conocemos. Con esa única certeza en sus mentes, miles de investigadores llevan años buscando pruebas materiales de la existencia de materia y energía oscuras, cuyos efectos se han comprobado, pero que hasta ahora nadie ha sido capaz de detectar. De hecho, con nuestro inventario actual de partículas y fuerzas de la Naturaleza, no hemos sido aún capaces de explicar los fenómenos cosmológicos más importantes, como por ejemplo el hecho de que el Universo se esté expandiendo a un ritmo cada vez más rápido.

Supuesto campo de simetrones» que impregnaría todo el espacio

Por supuesto, existen un buen puñado de tentativas, que en forma de teorías son las «armas» con las que los físicos intentan desentrañar el misterio de esa expansión acelerada. Y una de ellas es la que presupone la existencia de un «campo de simetrones» que impregnaría todo el espacio de forma muy similar a como lo hace el campo de Higgs.

Será difícil constatar que existe la “materia oscura” que, según parece, no se deja detectar

Para poner a prueba esa teoría, un equipo de investigadores de la Universidad Técnica de Viena ha desarrollado un experimento capaz de medir, con la ayuda de neutrones, incluso la presencia de las fuerzas más débiles. Con la esperanza de hallar evidencias del simetrón, los físicos tomaron medidas durante más de cien días en su laboratorio del Instituto Laue-Langevin. El experimento se describe con todo detalle en un artículo recién publicado en Nature Physics.

Pero los simetrones no aparecieron. Y aunque este no es el final de la teoría, lo cierto es que excluye la posibilidad de que los simetrones existan en una amplia gama de parámetros. De forma que la tan ansiada energía oscura tendrá que explicarse de un modo diferente.

La dificultad de encontrar los simetrones

Según Hartmut Abele, investigador principal del proyecto, la teoría del simetrón proporciona una explicación particularmente elegante para la materia oscura. «Ya tenemos pruebas del campo de Higgs, y el campo del simetrón está muy relacionado». Sin embargo, igual que sucedió con la partícula de Higgs, cuya masa no se conocía hasta que se confirmó la existencia de la partícula, las propiedades físicas de los simétrones no pueden predecirse con precisión.

Tal y como explica Abele, «nadie puede decir cuál es la masa de los simetrones, ni cómo de fuerte interactúan con la materia normal. Es por eso que es tan difícil probar su existencia, o inexistencia, de forma experimental».

Sabemos que existen los púlsares pero… la “materia oscura”…

Por lo tanto, los científicos avanzan en este campo extremando las precauciones, de un experimento a otro, probando diferentes rangos de parámetros. Por ejemplo, ya estaba claro que, de entrada, se podían excluir varios rangos, ya que los simetrones con alta masa y bajas constantes de acoplamiento no pueden existir sin que las investigaciones realzadas con átomos de hidrógeno hubieran dado resultados diferentes a los obtenidos. De forma similar, los simetrones en ciertos rangos con constantes de acoplamiento muy altas también pueden excluirse, ya que ya se habrían detectado en otros experimentos.

Dicho lo cual, todavía queda un amplio margen de rangos en los que los simetrones podrían existir, y eso es precisamente lo que el equipo ha buscado este experimento.

¿Un campo de simetría?

Una corriente de neutrones extremadamente lentos se disparó entre dos superficies de espejo. Los neutrones se pueden encontrar en dos estados físicos cuánticos diferentes. Las energías de estos estados dependen de las fuerzas ejercidas sobre el neutrón, y esto es lo que hace que esta partícula sea un detector de fuerza tan sensible. Si la fuerza que actúa sobre el neutrón justo por encima de la superficie del espejo es diferente de la fuerza que impera más arriba, sería un fuerte indicador de la existencia de un campo de simetría. Los investigadores calcularon la influencia que debería tener un campo de simetría sobre el neutrón. Pero no fueron capaces de observar ese efecto, y ello a pesar de la extrema precisión de la medición.

De forma que, por el momento, las cosas no parecen ir demasiado bien para la teoría del campo del simetrón, aunque es demasiado pronto para excluir por completo su existencia. «Hemos excluido un amplio dominio de parámetros -explica Abele-. Si hubiera simetrones con propiedades en este dominio, los habríamos encontrado». Sin embargo, para cerrar las lagunas que aún quedan, la ciencia necesita de medidas aún mejores. Eso, o un descubrimiento importante e inesperado que brinde una solución completamente diferente al misterio de la energía oscura.

En noticias como esta que arriba dejo reseñada, y, publicada por ABC, prensa diaria, tenemos que tomarla como lo que es, una persecución de algo que no sabemos a ciencia cierta de que pueda existir, más bien se debe a una intuición de algún físico que, en su mente dedujo que debería existir esa energía y esa “materia oscura” de la que no dejamos de hablar, y, como en el caso de la Teoría de Cuerdas o de esa “famosa” Teoría del Todo… ¡Seguiremos esperando durante mucho, mucho, mucho, muchísimo tiempo!

Emilio Silvera Vázquez

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