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May

17

¿Hay una quinta fuerza de la naturaleza?

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

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La quinta fuerza de la naturaleza? Un experimento podría revolucionar la física tal y como la conocemos

 

El estudio de partículas subatómicas podrían cambiar la física tal y como la conocemos. Los investigadores hablan de una posible “nueva propiedad espacio-tiempo” que se desconoce.

Los científicos están al borde de un emocionante descubrimiento que podría revolucionar nuestra comprensión del universo. Tras conducir experimentos con muones, partículas subatómicas similares a los electrones —generadas cuando los rayos cósmicos pasan la atmósfera— los investigadores han detectado un misterioso movimiento magnético que desafía el Modelo Estándar de la Física de partículas.

Este fenómeno inesperado podría señalar la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza hasta ahora desconocida. El experimento físico involucró el uso de muones, partículas cargadas negativamente y magnéticas, que fueron aceleradas en un anillo de 15 metros de diámetro.

La Quinta Fuerza de la Naturaleza es un concepto teórico en física que sugiere la existencia de una nueva fuerza fundamental,  además de las cuatro conocidas: la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil. La búsqueda de esta quinta fuerza es un área activa de investigación, con diversos experimentos y estudios.

Así las cosas, Una señal de un experimento húngaro de física apunta a la posibilidad de que exista una fuerza fundamental de la Naturaleza más allá de las cuatro que conocemos hasta el momento.

 

 

 

 Resultado de imagen de Una quinta fuerza en la NaturalezaLa Tierra podría estar rodeada de “cabellos” de materia oscura, según la NASA - Ciencia - ABC Color

 

También tenemos que oír cosas como esta: “La Tierra rodeada de filamentos de materia oscura.” según una hipótesis para explicar qué es. NASA/JPL-Caltech.

Todos, aunque no tengamos ni idea de física, hemos experimentado los efectos de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. La gravedad nos pega al suelo, la interacción nuclear fuerte se rompe a base de bombardeos con neutrones para producir energía en las centrales atómicas, la radiación electromagnética que generan el Sol o las bombillas nos ilumina y la interacción nuclear débil, quizá la más esotérica, produce nuevos elementos y permite, por ejemplo, la datación por carbono 14.

 

 

Resultado de imagen de Electromagnetismo

En la naturaleza, existe la interacción de cuatro fuerzas a saber: la fuerza gravitacional, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza electromagnética y la interacción débil.

Con estos antecedentes, cuando desde principios de este año comenzó a hablarse del posible descubrimiento de una quinta fuerza, muchos trataron de imaginar un fenómeno parecido que se nos hubiese podido escapar. Sin embargo, aún queda mucho para poder confirmar el hallazgo y los efectos de esa quinta fuerza no serían tan evidentes como los de las cuatro anteriores.

Vía Láctea y Andrómeda dentro de 3.750 millones de años

Varios experimentos en todo el mundo podrían confirmar o descartar la existencia de esta quinta fuerza

Si al final tiene éxito y no queda aplastada por nuevos datos que la refuten, la historia de esta revolución comenzará a contarse en Hungría. Allí, en el Instituto para la Investigación Nuclear de la Academia Húngara de ciencias en Debrecen, Attila Krasznahorkay y su equipo observaron un fenómeno extraño en un experimento diseñado para buscar “fotones oscuros”, un tipo de partículas que ayudarían a entender qué es la materia oscura. En su búsqueda, disparaban protones a unas dianas de litio, generando núcleos de berilio 8, un elemento inestable que, por efecto de la fuerza nuclear débil, se desintegraba produciendo electrones y positrones.

Fotón (γ, hν, o ħω)
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      Fotones emitidos en un rayo coherente por un láser

El fotón oscuro es un hipotético bosón masivo acoplado al fotón del electromagnetismo predicho por muchas extensiones al Modelo Estándar. Es candidato a la “materia oscura”. Actualmente el experimento NA64 del CERN y DarkLight en el MIT está en búsqueda de esta partícula.

“Científicos húngaros re-investigaron anomalías observadas previamente en la emisión electrón-positrón en la transición del berilio-8. El experimento consistió en un haz de protones imadiados sobre láminas de LiF y LiO. La discrepancia entre la teoría y los resultados experimentales es significativa y puede ser descrita asumiendo la creación y desintegración de un bosón.​ Publicaron un artículo en la Physical Review Letters exponiendo la posible evidencia de una nueva fuerza fundamental con simetría U(1). El bosón mediador sería un fotón oscuro, una partícula de luz 30 veces más pesada que el electrón.​ Sin embargo, un trabajo de la Universidad de California en Irvine demuestra que en lugar de un fotón oscuro sería un bosón de Higgs proto-fóbico.”

 

Resultado de imagen de Fotones oscuros

Átomos en ‘caída libre’ para rastrear los fotones oscuros

Buscando entre las partículas producidas en esos choques, encontraron una anomalía que solo eran capaces de explicar si existiese una partícula aún desconocida. Se trataría de un bosón ligero, solo 34 veces más pesado que un electrón, algo que permitiría su detección sin una máquina descomunal como el LHC, necesaria para generar bosones pesados como el higgs. Eso haría asequible para muchos grupos del mundo el estudio de ese rango energético en busca de la nueva partícula, pero también plantea la cuestión de por qué no se ha encontrado antes.

 

Se ha descubierto una quinta fuerza de la naturaleza?

Físicos de la Universidad de California sugieren que el trabajo realizado por un equipo en Hungría el año pasado podría haber revelado la existencia de una quinta fuerza de la naturaleza.

Aquel estudio, como es natural, causó un gran revuelo en la comunidad de la Física, que tiene a varios grupos que se han fijado la meta de reproducir los experimentos realizados por el equipo de la del Instituto de Investigación Nuclear de la Academia Húngara de Ciencias.

Quinta fuerza de la naturaleza: el extraordinario descubrimiento científico que nos acerca a ella - BBC News MundoUnos científicos afirman que están a punto demostrar la existencia de la quinta fuerza de la naturaleza gracias a los datos obtenidos en un asteroide

 

El trabajo húngaro ganó relevancia internacional cuando un grupo de físicos teóricos de la Universidad de California en Irvine liderado por Jonathan Feng tomó sus datos y trató de explicar su significado en un reciente artículo publicado en la revista Physical Review Letters. Según ellos, no se trataría de un fotón oscuro, sino de un bosón. El motivo por el que no se habría encontrado hasta ahora, pese a que hay aceleradores capaces de generar partículas de esa masa desde los años cincuenta, es que no interactuaría con protones, y solo se relacionaría con electrones y fotones de una forma débil. Ahora que otros grupos saben dónde buscar, podrán dedicar sus experimentos a la búsqueda de nuevos datos que confirmen o descarten la existencia del bosón X.

Son los fotones oscuros portadores de la quinta fuerza del Universo?
    
        ¿Podría estar el Universo lleno de fotones oscuros que tienen masa?

La nueva partícula podría servir para elaborar una teoría unificada que explicase todas las fuerzas conocidas

“Con los experimentos que hay en marcha y los que están a punto de arrancar, se podrá comprobar en uno o dos años si esa partícula existe”, señala Eduard Massó, catedrático de Física Teórica en la Universidad Autónoma de Barcelona. No obstante, Massó recuerda que la experiencia muestra que a veces hay señales de física exótica que al final son efectos de los propios experimentos que no se han interpretado bien. Sobre la posibilidad real de que la señal observada por el equipo húngaro se confirme como el indicio de esa nueva fuerza de la naturaleza, otro físico responde con humor: “Hay rumores sobre la existencia de un templo oculto en las profundidades del Himalaya, dedicado únicamente a servir de mausoleo a las quintas fuerzas difuntas”.

 

Hay una quinta fuerza de la naturaleza? - Desde Abajo

 

El escepticismo sobre los resultados del grupo húngaro se alimenta además por dos anuncios previos que acabaron en nada. Según contaba a la revista Quanta el investigador de la Universidad del Estado de Míchigan (EE. UU.) Oscar Naviliat Cuncic, en 2008 afirmaron haber descubierto un bosón de 12 mega-electronvoltios y en 2012 otro de 13,5. Ambos hallazgos desaparecieron cuando se obtuvieron nuevos datos con mejores detectores.

 

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El año pasado, un equipo de físicos nucleares en Hungría observaron una anomalía en las desintegraciones  de átomos excitados de berilio-8  -en las que se produjeron inesperados pares de partículas con un ángulo particular de separación. El bache en los datos de los físicos era inconfundible, con probabilidades de menos de uno de cada 100 mil millones que surgieran por casualidad. Informaron de la anomalía en Physical Review Letters en enero, en ese entonces, los investigadores argumentaron que podría significar la existencia de una nueva partícula fundamental. Pero al principio, pocos se dieron cuenta del descubrimiento.

 

Quinta fuerza de la naturaleza: el extraordinario descubrimiento científico que nos acerca a ella - BBC News Mundo

Lo que pasaría si se encuentra esa quinta fuerza no lo sabemos. Sin embargo, sí podemos decir que sabemos que la incidencia en la presencia de la Vida en el Universo no se vería incomodada, ya que, el hecho de que no la hayamos descubierto (pero si en realidad est´ña ahí), no nos ha causado ninguna molestia, lo que nos lleva a pensar que, en todo caso, no es incompatible con la Vida.

 

Feliz cumpleaños bosón de Higgs | video 1

 

No existe confirmación experimental de la existencia del “Bosón X” en el sentido de una partícula transmisora de una quinta fuerza de la Naturaleza.. Sin embargo, el término “Bosón X” se utiliza en física de partículas para referirse a un concepto más general, que describe posibles nuevas partículas elementales hipotéticas que podrían existir más allá de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, es decir, una Quinta fuerza que también tendría su Bosón transmisor, el Bosón X

A la espera de que la comunidad científica averigüe si el bosón X es o no una realidad, Massó adelanta qué significaría esa quinta fuerza que, en principio, no tendría una influencia tan evidente en nuestra vida como las cuatro que conocemos hasta ahora. “En el nivel más entusiasta, encontrar esta partícula que se acopla de una forma tan precisa y tan especial a las otras partículas, supondría una revolución. Sería la punta del iceberg de una nueva física, porque existe la posibilidad de que la materia oscura tenga interacciones más allá de las gravitacionales, que no nos dan mucha información sobre esas partículas”, indica. “Muchos experimentos para buscar la materia oscura no han dado los resultados esperados y es posible que sea algo muy diferente de lo que se había supuesto. Es posible que sean partículas de lo que a veces se llama un mundo de sombra que contactaría con el nuestro a través de unas interacciones mediadas por esa quinta fuerza, que sería como un puente entre nuestro mundo y el de la materia oscura”, plantea.

 

FÍSICOS HUNGAROS AFIRMAN QUE DESCUBRIERON UNA QUINTA FUERZA FUNDAMENTAL: EL BOSÓN X – UNIVERSITAM

 

Sorprendentemente, mientras que se necesitaba un mayor super-colisionador del mundo para producir el bosón de Higgs pesado, el hipotético bosón de Hungría es tan ligero, con un peso de sólo 34 veces el peso del electrón, que podría haber aparecido en los experimentos hace décadas. Si realmente existe, ¿Cómo ha pasado desapercibido durante tanto tiempo? La mayoría de los expertos se mantienen escépticos hasta que se presenten nuevas prueba en la física de partículas. Incluso para Feng, “es una presión enorme  decir que una quinta fuerza ha sido descubierta, y reconoce que, obviamente, es necesario comprobarlo.

 

La partícula hallada únicamente actúa sobre electrones y neutrones

Dicen que la partícula hallada sólo actúa sobre electrones y neutrones

En un segundo escenario, es posible que “esta quinta fuerza no tenga consecuencias para nuestra vida”, apunta Massó. Sin embargo, podría servir para acercarse a una teoría que unifique las cuatro grandes fuerzas, algo a lo que Einstein dedicó los últimos años de su vida. Aunque en los años sesenta se vio que a altas energías las fuerzas electromagnética y nuclear débil se podrían explicar como una sola, los esfuerzos para hacer lo mismo con el resto no han tenido éxito. Quizá este nuevo bosón podría servir para lograr lo que no consiguió el descubridor de la Relatividad.

Noticia de prensa.

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May

17

Sobre las simetrías

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

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        La simetría esférica del planeta Marte

La simetría es una propiedad universal tanto en la vida corriente, desde un punto de vista matemático como desde el quehacer de la Física Teórica. En realidad, lo que observamos en la vida corriente es siempre lo repetitivo, lo simétrico, lo que se puede relacionar entre sí por tener algo común.

En un sentido dinámico, la simetría podemos entenderla como lo que se repite, lo reiterativo, lo que tiende a ser igual. Es decir, los objetos que, por mantener la misma geometría, son representativos de otros objetos. En el Caos matemático encontramos esta concepción de la simetría en el mundo los fractales. Sin embargo, la simetría es mucho más.

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Resultado de imagen de Simetría en los seres vivos

                            Distintos ángulos de simetría

Cuando miro en mi diccionario de Física la palabra Simetría, lo que me dice que es: “Conjunto de invariancias de un sistema. Al aplicar una transformación de simetría sobre un sistema, el sistema queda inalterado, la simetría es estudiada matemáticamente usando teoría de grupos. Algunas de las simetrías son directamente físicas. Algunos ejemplos son las reflexiones y las rotaciones en las moléculas y las translaciones en las redes cristalinas. Las simetrías pueden ser discretas (es decir, cuando hay un número finito de transformaciones de simetría), como el conjunto de rotaciones de una molécula octaédrica, o continuas (es decir, cuando no hay número finito), como el conjunto de rotaciones de un átomo o núcleo. Existen simetrías más generales y abstractas, como la invariancia CTP y las simetrías asociadas a las teorías gauge.”

 

La simetría gauge: reveladora de interacciones fundamentales » Avance y Perspectiva

La simetría gauge es reveladora de interacciones fundamentales

 

Las Ecuaciones de Maxwell ( Maxwell Equations)

 

Las ecuaciones de Maxwell, que describen la electrodinámica clásica, tienen cierta simetría “de gauge” que se manifiesta al escribirlas en términos de los potenciales eléctrico y magnético. En la segunda, destacamos que se puede deducir las eM requiriendo invariancia gauge. Así, descubrir la interacción a partir de la simetría constituye un cambio de paradigma que ha permitido deducir correctamente las leyes físicas para las interacciones débiles y fuertes que – junto a la electrodinámica cuántica- conforman el llamado Modelo Estándar de partículas elementales (ME). Hay argumentos convincentes para pensar que la teoría que generalice el ME a energías mayores también será de gauge, no así para la que unifique el ME con la Gravedad.

 

FACULTAD DE CIENCIAS TRABAJO FIN DE GRADO Grado en Física Teorema CPT y el gran problema CP Autor/a: Alejandro del Pico Nicolá

 

La invariancia CPT, que postula que la física es la misma bajo ciertas transformaciones (conjugación de carga, paridad y tiempo), y las simetrías asociadas a las teorías gauge, que permiten describir interacciones fundamentales como el electromagnetismo, son conceptos fundamentales en la Física moderna.

La invariancia CPT postula que las leyes físicas permanecen iguales bajo la combinación de tres transformaciones: conjugación de carga (C), paridad (P) y inversión temporal (T). 

 

BaBar observa un exceso a 3,4 sigmas respecto al modelo estándar en las desintegraciones semileptónicas de los mesones B - La Ciencia de la Mula Francis

La Ciencia de la Mula Francis – y Naukas  nos dicen que  en el experimento BaBar  se observa un exceso a 3,4 sigmas

 

Un estudio español sobre la ruptura de la simetría en el tiempo, portada de la revista con mayor impacto en Física

 

El experimento BABAR ha medido las ocho tasas de desintegración relevantes para determinar el parámetro ω: las resultantes de combinar en el estado final los dos posibles sabores para el leptón ℓ±, los dos posibles estados hadrónicos con CP definido, J/ψ KS y J/ψ KL, y las dos posibles ordenaciones temporales.

 

El análisis  ha encontrado un valor de Im(ω) que difiere de cero en unas 2σ. Además, este efecto es independiente de la posible violación de CPT debida a la parte real del parámetro θ, para la que el análisis también arroja un valor no nulo, de nuevo con unas 2σ de significación estadística. De hecho, si se repite el análisis asumiendo ω = 0 y considerando las asimetrías en T, CP y CPT por separado, el valor de θ obtenido no difiere del que se deduce en el caso anterior [3].

 

                                     El Universo está lleno de simetrías por todas partes

También podemos hablar de simetría rota y de super-simetrías. Durante los últimos tiempos, los Físicos han elevado los principios de simetría al más alto nivel en la escala de lo que podemos entender por una explicación. Cuando encontramos una Ley propuesta de la Naturaleza, una pregunta se nos viene a la mente: ¿por qué esta ley? ¿Por qué la relatividad especial y la general? ¿Por qué el electromagnetismo de Maxwell? ¿Por qué las teorías de Yang-Mills de las fuerzas nucleares fuerte y débil? Claro que, una respuesta de importancia es que, las teorías hacen predicciones que han sido repetidamente conformadas con precisos experimentos, con diversidad de científicos y lugares y que, siempre, en todos los casos, dieron el mismo resultado. Esto, por supuesto, es la base de la confianza esencial que los físicos tienen en esas teorías.

 

Resultado de imagen de NIngún lugar del UNiverso es especial

Las observaciones nos llevan al convencimiento de que en todos los lugares del Universo rigen las mismas leyes, pasan las mismas cosas, y, están presentes todos los objetos y elementos que lo conforman

Claro que, se deja fuera algo esencial: Los físicos creen también que están en el camino correcto porque, de algún modo que no pueden explicar, tienen la convicción de que son correctas, y las ideas de simetría son esenciales para esa intuición. Se presiente que es correcto que ningún lugar del Universo es especial comparado con cualquier otro lugar del Universo, así que los físicos tienen la confianza de que la simetría de traslación debería estar entre las simetrías de las leyes de la Naturaleza. Se presiente que es correcto que ningún movimiento a velocidad constante es especial comparado con cualquier otro. De modo que los físicos tienen confianza en que la relatividad especial, al abrazar plenamente la simetría entre todos los observadores con velocidad constante, es una parte esencial de las leyes de la Naturaleza.

 

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  Los hongos atómicos también guardan cierta simetría

Así que las simetrías de la Naturaleza no son meras consecuencias de las leyes de la Naturaleza. Desde nuestra perspectiva moderna, las simetrías son la base de la que manan las leyes y, siendo así (que lo es), cuando un físico observa una simetría, agudiza su atención, ya que, allí, en aquel lugar, podría encontrarse alguna ley de la Naturaleza que siguiendo aquella presencia, se podría descubrir.

 

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Esquema que explica el experimento para comprobar la ruptura de la simetría temporal a nivel cuántico. Imagen: J. Bernabéu y F. Martínez-Vidal

Un estudio español sobre la ruptura de la simetría en el tiempo, portada de la revista con mayor impacto en Física.

“Investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, Valencia) encontraron evidencias en 2012 de la ruptura de la simetría temporal en las leyes de la Física. El hallazgo fue realizado con la ayuda del experimento BaBar en la Universidad de Standford (EE UU) y fue considerado uno de los hitos científicos de aquel año tras el descubrimiento del bosón de Higgs. Ahora la revista con mayor índice de impacto en el campo de la Física, Reviews of Modern Physics, ha elegido este trabajo para su portada.”

Más allá de su papel en dar forma a las leyes que gobiernan las fuerzas de la Naturaleza, las ideas de simetría son vitales para el propio concepto del tiempo.

 

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Representación del proceso de transformación de un tipo de mesón B en otro con el paso del tiempo, mostrando como un B rojo se convierte en uno azul. / Greg Stewart,  SLAC.

 Nadie ha sabido encontrar todavía definición fundamental y definitiva del tiempo. Sin embargo, es indudable que el papel del tiempo en la constitución del cosmos es llevar una especie de registro de los sucesos y acontecimientos que en el universo ocurren: Nace una estrella, se forma una nueva galaxia, explota una supernova, muere una estrella masiva y surge un agujero negro…

 

 

Sí, todos fuimos jóvenes y el paso del tiempo nos transformó en más viejos pero, no por ello más sabios. Eso sí, con algo más de experiencia y más prudentes a la hora de decidir sobre las cosas importantes que siempre, aunque de joven no le prestemos atención, trae consecuencias.

Reconocemos el transcurrir del tiempo al mirar y ver que, las cosas, no son iguales hoy que lo fueron ayer. Con el transcurrir del tiempo todo cambia y nada permanece. ¿Será el tiempo otra simetría? Debe serlo, ya que, ningún cambio le afecta y, su transcurrir queda inalterado por mucho camino que pudiera haber recorrido y, eso, lo hace diferente de todo lo demás: Todo cambia excepto el tiempo.

 

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Así, tenemos que llegar a la conclusión de que, el concepto de simetría es, para los Físicos, indispensable como punto de referencia en el descubrimiento de las teorías que más tarde, llegan a convertirse en leyes de la Naturaleza al comprobarse que, son inalterables: Otra vez la Simetría. El desarrollo de la moderna teoría cosmológica, por ejemplo, tiene mucho que ver con la simetría. El significado del Tiempo, su aplicabilidad al universo en su conjunto, la forma global del espacio, e incluso el marco subyacente de la relatividad especial, todo descansa sobre fundamentos de simetría.

 

 

Durante el último siglo un concepto muy importante en Física, sobre todo en Mecánica Cuántica, ha sido y es el de simetría. Uno de los resultados más bonitos de la Física dice que allá donde hay una simetría hay una cantidad conservada. Es lo que se llama teorema de Noether. De este modo, las leyes de la Física pueden ser iguales bajo una u otra simetría y para cada uno de esos casos se conservará algo. Así por ejemplo, la simetría de traslación temporal corresponde a una cantidad conservada: la energía. También ocurre que las leyes de la física son las mismas bajo unas transformaciones de rotación en el espacio tridimensional y eso significa que se conserva el momento angular.

 

Mathematician Emmy Noether Should Be Your Hero

Emmy Noether, la matemática que Einstein calificó como un genio matemático

El teorema de Noether revela que las leyes más poderosas y trascendentales de la física son, de hecho, meros reflejos de una profunda simplicidad oculta bajo la piel de la realidad . Como lo indica el título del excelente libro de Lee Phillips, Noether descubrió su teorema cuando era, en efecto, la «tutora de Einstein».

En física clásica, el teorema de Noether establece que existe una corriente conservada para cada invariancia de la acción clásica bajo una transformación continua, interna o de simetría espaciotemporal de los campos . Este teorema también permite un método iterativo para construir acciones invariantes, denominado método de Noether.

Este es el teorema de Noether, que establece que la conservación de la energía se cumple en un sistema aislado si las leyes de la física no cambian con el tiempo [1,13]. Este resultado se obtiene bajo un lagrangiano estándar que se aplica en condiciones de convexidad (cuando se cumple el teorema del hiperplano separador y se considera lineal).

 Albert Einstein:  La señorita Noether fue el genio matemático creativo más importante que haya existido desde que comenzó la educación superior para las mujeres”

Entre algunas de sus aportaciones destacan sobre todo dos: el desarrollo del teorema de conservación conocido como Teorema de Noether, así como el trabajo en álgebra abstracta. Concretamente, el primero le sirvió para poner fin a uno de los grandes problemas que presentaba la Teoría de la Relatividad de Einstein.

« Mis métodos son, en realidad, métodos de trabajo y de pensamiento; por eso se han infiltrado en todas partes de forma anónima. »

Emmy Noether, 1931.

Pero continuemos.

Allí donde veamos presente la simetría, debemos prestar atención, ya que, podría ser el indicio de que algo importante se podría derivar de esa simetría presente que, en física, como hemos comentado, es un principio de gran importancia.

 

Resultado de imagen de La simetría en la vida cotidianaResultado de imagen de Taj Mahal Galaxias espirales al descubierto | ESO EspañaLa vida es simétrica - Matemáticas y sus fronteras

Artificial o natural, por todas partes nos asedia la simetría que quiere alcanzar la perfección y la belleza. Desde las galaxias a la vida, nos muestran la simetría.

La simetría puede estar en todas partes y, si nos fijamos bien, en nuestra vida cotidiana, estamos rodeado de ella. En este universo nuestro, casi todo está implicado con cierta dosis de simetría que, por otra parte, nos viene a decir que, en un universo que gira sobre sí mismo, es lógico que pensemos que todo lo que contiene, se comporte de la misma manera.
Emilio Slvera V.
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May

16

¿Vamos a sentir?

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La magia está en cualquier parte .

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May

16

¿Expedición al planeta Marte? Por el momento !Inviable!

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

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Independientemente del coste de tal operación, las dificultades son “infinitas”, problemas de todo tipo, y, como poder solventar la duración del viaje, la llegada y amartizaje, el obligado tiempo que hay que residir en aquel planeta antes de tener la ventana idónea para poder volver, los micro-meteoritos, la radiación, la falta de atmósfera, la Ingravidez en el Espacio, y, la diferente Gravedad de Marte en relación a la de la Tierra.

Podríamos seguir enumerando problemas, y, no es cosa menor el aire que se respira, el agua que necesitan los viajeros, los alimentos, las posibles enfermedades que aparecen en cualquier momento sin avisar. ¿De qué estamos hablando? ¿Es un sueño, o, una ilusión?

 

SpaceX

Todos estos inconvenientes no evita que, de vez en cuando, salgan los de la NASA y Elon Musk, y, nos dicen que en 2.025 0 2030 el viaje será posible. Claro que unos buscan nuevas subvenciones del Gobierno y el otro hacer propaganda de sus cohetes.

 

La gran nave de acero de Elon Musk - Eureka

Las naves espaciales de Elon Musk, en particular Starship, están diseñadas para ser altamente eficientes, especialmente en cuanto a reutilización. Su objetivo es lograr vuelos espaciales a precios mucho más bajos y, en la mayor medida, que los actuales, utilizando la capacidad de reutilización.

Recordemos aquel trabajo aquí publicado: ¿Por qué es difícil Viajar a Marte? I

(Apuntes de la NASA)

 

Esta noche se emite Marte (The Martian) en Cuatro, una película de ciencia ficción dirigida por el director de Alien

                     Fotograma de la película ‘The martian’. AIDAN MONAGHAN

El estreno de la película ‘Marte’ (The Martian) ha despertado cierta curiosidad acerca de posibles futuros viajes humanos al planeta rojo. Después de haber ido a la Luna en varias ocasiones hace ya casi cinco décadas, y estando acostumbrados a ver astronautas viajar al espacio casi de forma rutinaria, es tentador pensar que enviar seres humanos a Marte pueda ser algo perfectamente plausible a día de hoy, o tal vez un tanto más complicado que lo hecho hasta ahora. Sin embargo, la realidad es que enviar seres humanos a Marte constituye un desafío de una dificultad y complejidad absolutamente descomunales que se aleja mucho de todo lo que se ha hecho hasta ahora en la historia de la exploración humana del espacio.

 

La NASA tiene planes de enviar una misión tripulada a Marte en los años 2030 (Imagen ilustrativa Infobae)

El sueño largamente acariciado

En esta y en la siguiente entrada hablaré de las razones por las que esta empresa constituye un desafío inmenso y sobre cómo se plantea en la actualidad una misión tripulada a Marte. Con objeto de ofrecer una perspectiva inicial para entender la dimensión del problema de una forma intuitiva, en esta entrada trataré de la razón principal que hace extremadamente difícil una misión a Marte, la razón de la que prácticamente se derivan casi todas las demás: la distancia.

 

     Matt Damon in “The Martian.” Credit Aidan Monaghan/Twentieth Century Fox

Vemos astronautas viajar con frecuencia al espacio, a la Estación Espacial Internacional (ISS), antes a la estación Mir, a bordo de naves Soyuz, o antes a bordo del Transbordador Espacial, etc., y se suele tener la impresión de que el lugar al que se viaja en estas misiones es muy lejano; sin embargo, las altitudes típicas a las que estas estaciones y vehículos espaciales orbitan alrededor de la Tierra son de unos pocos cientos de kilómetros. La ISS, por ejemplo, orbita alrededor de la Tierra a una altitud que es equivalente a la distancia que hay en línea recta entre Madrid y Almería: unos 400 km. Esta región espacial a la que viajan los humanos de forma rutinaria está dentro de la conocida como ‘región de las órbitas bajas de la Tierra’, y técnicamente la llamamos LEO (del inglés Low Earth Orbit).

 

Profesor de Historia, Geografía y Arte: La Tierra en el universoÓrbita de la Luna - Wikipedia, la enciclopedia libre

Los viajes tripulados lunares implicaron viajar más allá de las órbitas LEO ya que la Luna orbita nuestro planeta a una distancia media de unos 380.000 km, lo que viene a ser unas 1.000 veces más lejos que las altitudes de estas órbitas bajas. Una tripulación y su nave se ponen en órbita alrededor de la Tierra poco después de su lanzamiento, mientras que la distancia a la Luna se cubría en las misiones Apolo en prácticamente 3 días.

En el caso de Marte la situación es muy diferente. Ir a Marte implica pasar de una misión geocéntrica a una centrada en el Sol, o heliocéntrica, lo que supone un salto enorme en las distancias involucradas. Aunque las distancias máxima y mínima entre la Tierra y Marte varían dentro de un cierto rango, la mínima distancia posible es de unos 55 millones de km y la máxima posible es de unos 400 millones de km.

Estas son distancias enormes en comparación a todo lo que se ha volado en misiones tripuladas al espacio hasta ahora. La distancia máxima a Marte viene a ser 1.000 veces mayor que la que hay entre la Tierra y la Luna, lo que viene a ser 1.000.000 de veces mayor que la distancia que separa la superficie terrestre de las órbitas LEO a las que se viaja normalmente.

 

Cuál es la distancia entre cada planeta del Sistema Solar? | Explora | UnivisionPor qué es difícil ir a Marte? | Apuntes desde la NASA | Blogs | elmundo.es

Distancias aproximadas mínima y máxima posibles entre la Tierra y Marte. Como referencia, la distancia media de la Tierra a la Luna es de 380.000 km.

Sin necesidad de conocer nada más, los datos acerca de la distancia a Marte ya constituyen una buena pista para empezarnos a asomar a la magnitud del problema. Para apreciarlo mejor, y sin entrar en detalles relativos a métodos de propulsión o dinámica orbital, vamos a comparar en números redondos dos misiones tripuladas, una orbital alrededor de la Tierra para un solo tripulante y otra lunar de tres tripulantes, para hacernos una idea de la progresión en la masa necesaria de los cohetes involucrados para llevar a cabo estas misiones y entender el contexto de lo que supondrá una misión a Marte.

 

Empezamos con la primera misión orbital del Programa Mercury de principios de los ’60: la Mercury 6 de John Glenn. Aquí se precisó de un cohete Atlas de 120 toneladas y 29 metros de altura para poner en una órbita de 200 km de altitud media alrededor de la Tierra una masa útil de 1,2 toneladas formada por una cápsula Mercury con su único tripulante, el cual permaneció en el espacio 5 horas.

Veamos ahora lo que cambia la situación al tener a la Luna como destino unas 1.000 veces más lejos. En el caso del Apolo 17 -la última misión de exploración lunar-, su módulo de mando y servicio más su módulo lunar, sumando todo cerca de 50 toneladas, hubieron de ser lanzados a la Luna por el poderoso cohete Saturno V de unas 3.000 toneladas y de 110 metros de altura para una misión de una duración total de unos 12 días y medio en la que 2 de sus tripulantes permanecieron sobre la superficie lunar algo más de 3 días.

 

Saturno V, el sueño lunar de un ingeniero nazi

Cohete lunar Saturno V junto al cohete Atlas del Programa Mercury para un tripulante (Transbordador Espacial incluido como referencia). Fuente: http://historicspacecraft.com/.

Vemos así el salto cuantitativo necesario cuando queremos ir a otro mundo que está 1.000 veces más allá de las órbitas bajas de la Tierra tanto en la masa útil a lanzar (de 1,2 a 50 toneladas) como en el tamaño del cohete lanzador requerido (de 120 a 3.000 toneladas). Comparemos todo esto con una misión a Marte. Aquí la tripulación constará de 6 astronautas y su duración, tomando como ejemplo la oportunidad en 2037, sería de 174 días para la ida y 201 días para la vuelta, con una estancia de 539 días en Marte. Una estancia tan larga en Marte sería necesaria a la espera de que la posición relativa entre este planeta y la Tierra fuera óptima para el regreso con un mínimo gasto de combustible, lo que ahorra el envío de centenares de toneladas de combustible. Todo esto supone un total de 914 días, o 2 años y medio.

 

 

Como vemos, el salto entre la Luna y Marte es descomunal, ya que doblar la tripulación y extender la duración a cerca de 73 veces la de la misión lunar más larga, supone la necesidad de proveer y transportar cerca de 150 veces más suministros. Por otra parte, una mayor duración de viaje interplanetario supone la necesidad de proveer a la tripulación de mayor protección contra las radiaciones, lo que se consigue en parte añadiendo aún más masa, aunque este problema no está aún resuelto.

Otro problema de la larga duración es que las cosas se rompen a lo largo de tanto tiempo. O bien se tendrá que mejorar sustancialmente la durabilidad de los equipos o estos habrán de poder ser repuestos por recambios que también habrá que transportar, lo que implica una mayor masa. Las naves de carga que visitan la ISS pueden abastecerla de repuestos cuando algo se estropea a bordo pero esta opción no será posible en una misión a Marte.

 

La nave de carga Cygnus llegó a la ISS - Actualidad Aeroespacial

La nave de carga Cygnus llegó a la ISS

Una vez dicho todo esto, al igual que cuesta más acelerar y frenar un camión que un turismo por tener el primero más masa, tengamos en cuenta que enviar más masa a Marte implica transportar también más combustible para acelerar toda esa carga hacia Marte, para frenarla a la llegada a ese planeta, y para volver a la Tierra desde allí; y pensemos que todo ese combustible (centenares de toneladas) también hay que lanzarlo al espacio inicialmente.

En total, para una misión a Marte se requerirá lanzar al espacio entre 850 y 1.250 toneladas. Esta es una cantidad enorme si tenemos en cuenta que la Ia ISS tiene una masa de unas 420 toneladas y que una nave con la que estamos familiarizados como el Transbordador Espacial solo podía enviar al espacio entre 15 y 25 toneladas aproximadamente, dependiendo de la altitud de la órbita final. El Ariane 5 es capaz de poner unas 20 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra, al igual que el cohete ruso Protón, por ejemplo.

 

NeoFronteras » ¿Cómo se podría viajar a Marte? - Portada -

Las naves a Marte tendrán que ser muy distintas a las que ahora utilizamos

Así pues, a partir de todo esto, y sin saber mucho más, ya podemos anticipar de forma intuitiva que no se podrá utilizar un único cohete para ir a Marte, sino que se precisarán varios lanzamientos de cohetes -tanto o más poderosos que el Saturno V de los años ’60- para ensamblar en el espacio distintos elementos de propulsión, módulos de combustible, hábitats y naves, que habrán de enviarse a Marte por separado y por anticipado, además de la nave con la tripulación, que sería enviada en último lugar. Entraremos en estos detalles en la siguiente entrada.

Aunque depende de diversos factores, se requerirán, de hecho, del orden de 10 lanzamientos de cohetes con la capacidad del Saturno V o similar; pero recordemos que el número total de cohetes Saturno V que se enviaron a la Luna en todo el Programa Apolo fue de 9. El Saturno V fue retirado de servicio después del Programa Apolo pero ostenta el récord, aún a día de hoy, como el cohete operativo más poderoso que haya habido nunca, capaz de poner algo más de 120 toneladas en órbita baja alrededor de la Tierra y de enviar 50 toneladas a la Luna. Tuvo que ser específicamente diseñado y construido en su día para poder alcanzar la Luna, y no existe un lanzador de tanta capacidad en la actualidad. El cohete que se encargaría de la mayor parte de los lanzamientos en una futura misión a Marte se está desarrollando en la actualidad y se llama SLS (Space Launch System), el cual tendrá prestaciones parecidas o acaso un tanto mayores que el Saturno V.

Por otra parte, un tiempo de 174 días de ida en condición de ingravidez afecta profundamente a la fisiología humana, algo especialmente preocupante al llegar a un planeta donde no hay nadie para asistirte. Las naves que se pueden ver en las películas (incluida la película ‘Marte’), con un amplio y confortable habitáculo en forma de donut girando para simular la aceleración de la gravedad, no son realistas en la actualidad.

 

                     La Tierra vista desde Marte 

Dos años y medio es un tiempo muy largo también por razones psicológicas. La Tierra será vista por la tripulación como un punto de luz semejante a una estrella durante la mayor parte del viaje y será apenas imperceptible en la noche marciana cuando fuera visible. La tripulación tendrá que convivir en una condición de confinamiento permanente en un espacio reducido en una situación de gran estrés, y con la imposibilidad de mantener conversaciones fluidas con los seres queridos en la Tierra debido al tiempo de viaje de la señal.

Después de todo esto, y aunque no se han mencionado todas las dificultades técnicas, tecnológicas y operativas, creo que ahora puede apreciarse un poco mejor a lo que nos enfrentamos en una misión a Marte. A partir de aquí, y una vez expuesta esta perspectiva para contextualizar el problema y entrar en materia, en la siguiente entrada explicaré cómo se plantea en la actualidad una misión humana a Marte y cómo se relaciona con lo que se ve en la película ‘Marte’ (The Martian).

El trabajo sigue en la segunda parte. Sin embargo, exponerlo aquí de nuevo sería en abundar en datos negativos que no aconsejan el viaje por muchísimas razones, y, según mi modesto parecer, sería el viaje de irás y no volverás. En el presente y creo que durante algunos años más… ¡No estamos preparados para esta misión.

Emilio Silvera V.

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May

16

¿El fin del Mundo?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Noticias    ~    Comentarios Comments (2)

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Reportaje de El País-Ciencia
Editorial La Paz
                      El Titular dice: El mundo da un paso más hacia el apocalipsis.
El Reloj del Fin del Mundo está a dos minutos y medio de la catástrofe, según un panel con 15 premios Nobel

 

                      Donald Trump, durante su investidura. SAUL LOEB (AP) / EPV

Cada año, un panel de científicos y especialistas nos dice cuánto queda para el fin del mundo. Lo hace de manera simbólica, con un reloj a punto de llegar al abismo, la medianoche: el indicador son los minutos que faltan para ese momento. Y hoy estamos muy cerca, a tan solo dos minutos y medio para el apocalipsis, según este grupo que incluye 15 premios Nobel. Los responsables del grupo lo han adelantado 30 segundos hacia las 0.00 horas. Nunca habíamos estado tan cerca de la destrucción de la humanidad desde 1953, cuando EE UU y la URSS pusieron sobre la Tierra sus primeras bombas termonucleares, con una capacidad destructiva desconocida hasta el momento.

Un sitio web permite cuantificar los daños que causaría la bomba atómica, solo basta identificar el lugar y activar la detonación

Nunca habíamos estado tan cerca de la destrucción de la humanidad desde 1953, cuando EE UU y la URSS pusieron sobre la Tierra sus primeras bombas termonucleares.

En aquel momento, la humanidad estuvo a dos minutos de su fin. La bomba termonuclear de nuestra época no es producto de la Guerra Fría sino de un fenómeno mucho más caliente: la verborrea de Donald Trump y el calentamiento global. “Las palabras importan. No tanto como los hechos, pero importan mucho”, aseguró una portavoz del panel antes de anunciar la nueva situación. Las palabras que preocupan se refieren a las sugerencias de Trump de que Japón debería tener armamento atómico para afrontar la amenaza de Corea del Norte (puedes consultar la resolución en inglés en este PDF).

 

Resultado de imagen de Las dos superpotencias mundiales enfrían la crisis

 

El mundo llevaba dos años parado a tres minutos de la hora fatídica, la misma hora que en 1984 —la segunda peor crisis de la historia de este reloj—, cuando las dos superpotencias rompían relaciones y se alcanzaba un nuevo pico en el arsenal atómico mientras se avecinaba otra escalada de rearme. Curiosamente, en 1987 era Donald Trump el que promovía el desarme de EE UU y la URSS. Hoy, él es el problema que afronta el planeta. En diciembre, como presidente electo, Trump aseguraba que su país debía fortalecer su capacidad nuclear hasta que el mundo recobre el sentido en torno a estas armas.

Hasta aquí el reportaje.

 

Apocalipsis

El recurrente tema del fin del mundo ha salido a la luz de manera intermitente por uno u otro grupo interesado en meternos el miedo en el cuerpo.  Con eso pasa lo mismo que con el supuesto “Cambio Climático” , utilizado para lo mismo. Sin embargo, los científicos de verdad, saben de sobre que el cambio climático es la manera que tiene la Tierra de reciclarse, y, de vez en cuando (decenas, cientos, miles o millones de años entre los sucesos), la Tierra cambia debido al movimiento de las placas tectónicas que causan terremotos, Tsunamis, erupciones volcánicas…

 

Acordémonos:

 

El informe científico emitido por Von Foerster y sus colegas, generó alarma, ya que revelan como fecha del fin del Mundo el 13 de noviembre de 2026. Artículo completo: @redunotv Link en

“El informe científico de Von Foerster y sus colegas, presentado en 1960, señala que el 13 de noviembre de 2026 podría marcar un punto crítico para la humanidad si el ritmo de crecimiento poblacional sigue como en ese entonces. En el documento titulado Doomsday: Friday, 13 November, A.D. 2026, los investigadores no describen un evento apocalíptico como terremotos, epidemias o desastres naturales, sino un posible colapso de los sistemas vitales de la sociedad moderna.

 

El mundo no está superpoblado: ya fue desactivada la bomba demográfica y el peligro es la extinción de pueblos - Infobae

 

Según Von Foerster, si la población mundial continuara aumentando al ritmo de la época, se llegaría a un punto en el que los recursos naturales y la infraestructura global se verían incapaces de sostener a tantos habitantes. Este “fin del mundo” se manifestaría en forma de escasez de alimentos, agua y otros recursos esenciales, generando una crisis global. No obstante, la tasa de crecimiento poblacional en las últimas décadas ha comenzado a estabilizarse, lo cual reduce el riesgo inmediato de un colapso catastrófico, aunque el debate sobre la sostenibilidad a largo plazo persiste.”

 

La NASA confirma la fecha del fin del mundo que auguró Stephen Hawking | Marca

También la NASA confirmó la fecha del fin del mundo que, en su momento,  auguró Stephen Hawking.

“Es una de las cuestiones que más interés despierta en los seres humanos. Muchos tienen la necesidad de conocer hasta cuándo viviremos en La Tierra y por qué llegará el fin del mundo, si es que en algún momento esto ocurre. Por ahora, sólo ciertos expertos se han atrevido a dar una respuesta, pues las teorías de sociedades como los mayas siempre acaban fallando.

 

Foto: Una representación de la radiación de Hawking (Reuters/NASA/JPL-Caltech)

Stephen Hawking predijo la fecha del fin del mundo

Uno de los que predijo cuándo se produciría el fin del mundo fue Stephen Hawking. El físico advirtió en el documental ‘The Search for a New Earth’ que la humanidad podrá disponer de este planeta hasta el año 2600, pues entonces se convertirá en “una gigantesca bola de fuego”. Entre los motivos que le llevan a inclinarse por esa idea están el calentamiento global, el cambio climático y el efecto invernadero. Stephen Hawking los señala como los principales culpables de la desaparición de La Tierra.”

La NASA cree que el fin del mundo será inevitable si se continúa a este ritmo de consumo energético.

 

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Por si no fuera suficiente, la NASA ha confirmado esta teoría. Es cierto que el organismo aeroespacial no da una fecha concreta para situar el fin del mundo, pero sí asegura que si los seres humanos continúan a este ritmo agotando los recursos energéticos, precipitarán su fin más pronto de lo que muchos esperan. Si no se toman acciones urgentes, la desaparición de nuestro planeta será inevitable.

NASA - Wikipedia, la enciclopedia libre

Por este motivo, la NASA no cesa en sus programas de prevención para cuidar nuestro planeta desde dentro, pero también desde el espacio. En los últimos años, ha creado un nuevo programa que permite identificar amenazas potenciales para La Tierra como puede ser el impacto de un asteroide. Además, estudia de manera continua el cambio climático para mitigarlo y destinar recursos en la observación terrestre.

Lo cierto es que la única evidencia que podemos tener son las 5 grandes extinciones masivas ocurridas en el planeta

 

Descubierto un nuevo capítulo en la evolución de la vida | National Geographic

 

En ocasiones las extinciones masivas se confunden con un evento ligado a la extinción,  que sería el suceso, más o menos largo, provocador de dichas extinciones. Estos eventos son generalmente desconocidos, pero existen evidencias de colisiones con meteoritos de varios kilómetros, erupciones volcánicas masivas, supernovas cercanas, las acciones de una o más nuevas especies, combinaciones de las anteriores, etc. Del mismo modo, está bajo discusión si en el Holoceno vivimos la sexta gran extinción y si el surgimiento de las células eucariotas y la exterminación de muchas bacterias procariotas por la expulsión de oxígeno pudo ser la primera y la desaparición de la Fauna de  Ediacara otra más.

 

La sexta gran extinción de especies se iniciará en 2100

Si llega algún acontecimiento que amenace nuestra existencia en el planeta Tierra, no será por nosotros

Como se puede ver, todos esos grandes acontecimientos, siempre han sido debido a causas naturales, y, nosotros que hemos llegado, como aquel que dice, antier…. ¿Cómo podemos causar nada de todo eso? ¿Qué somos unos irresponsables? Desde luego, nuestra ambición no tiene límites y hacemos daño (a nivel local), al medio ambiente. Sin embargo, que seámos responsables del cambio climático… ¡Una gran estupidez que oculta intereses bastardos para algunos grupos interesados!

Emilio Silvera V.

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