martes, 19 de marzo del 2024 Fecha
Ir a la página principal Ir al blog

IMPRESIÓN NO PERMITIDA - TEXTO SUJETO A DERECHOS DE AUTOR




Trabajos que publico CHANEL – BIOLOGÍA

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Descubriendo secretos del Universo    ~    Comentarios Comments (0)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

Moléculas vivas sorprendentes

En matemáticas se pueden trazar líneas precisas y concretas que dividan en dos clases entes de naturaleza matemática. Una estructura geométrica se puede superponer o no a su imagen especular. Una estructura asimétrica puede tener una lateralidad a la derecha o bien a la izquierda.

 

La increíble historia de cómo el alquitrán nos dio la aspirina y la heroína  (y cuál fue rechazada por ser muy peligrosa) - BBC News Mundo

Alquitrán de Hulla: Oscuro y viscoso. Se obtiene de la destilación destructiva de ciertas materias, principalmente de la hulla, el petróleo, la turba, los huesos y de algunas maderas resinosas y otros materiales vegetales y minerales.

El alquitrán de hulla era un producto de desecho de la floreciente industria del carbón/gas.

Y, naturalmente, los químicos intentaron encontrar usos provechosos para el mismo.

La disponibilidad de alquitrán de carbón ofrecía una enorme biblioteca nueva de materiales y para entonces la química estaba realmente despegando.

Los químicos se habían dado cuenta de que se podían aislar componentes naturales o fabricar sustancias que los imitaran. Eso fue un cambio tremendo para la disciplina.

Entre tintes y medicinas

Este cambio radical en la química comenzó como iba a continuar: con una serie de errores.

En 1845, un químico británico de 18 años intentó usar alquitrán de hulla para hacer quinina, un medicamento contra la malaria.

En lugar de eso, creó el primer tinte artificial, color púrpura, e hizo una fortuna.

Cualquier número entero positivo es par o impar, y no hay ninguno de tales números para el cual su situación  a este respecto ofrezca la menor duda. Pero en el mundo, si exceptuamos el nivel subatómico de la teoría cuántica, las líneas divisorias son casi siempre difusas. El alquitrán, ¿es sólido o líquido?. Lo cierto es que, la mayoría de las propiedades físicas se “mueven” en un espectro continuo que hace que vayan cambiando de manera imperceptible de un extremo a otro del mismo.

 

QUÉ SIGNIFICA TRANSFORMAR. | Identidad Organizacional

 

 

El paso del tiempo convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original para convertirlos en lo que antes no eran. Nada permanece, todo cambia. Sea cual fuere la línea de división, habrá algunos casos en los que no podamos definirla y, en otros, habrá objetos tan próximos a ella que el lenguaje ordinario no será lo suficientemente preciso como para poder afirmar a qué lado pertenece. Y, la propiedad de la vida, está, precisamente, en uno de esos continuos.

Para porbar esto basta que consideremos los virus: son las estructuras biológicas más pequeñas que se conocen  con la propiedad de poder “comer” (absorber sustancias situadas en sus proximidades), crecer y fabricar copias exactas de sí mismas.

 

Son mucho más pequeños que una bacteria (en realidad, algunos virus infectan las bacterias) y pasan sin dificultad a través de un filtro de porcelana fina que, aunque a nosotros nos parezca que está completamente sellada y su superficie es totalmente hermética y lisa, para ellos, tan “infinitamente” pequeños, ofrece miles de huecos por los que poder colarse.

 

Nuevas grabaciones en vídeo de un virus que infecta a las células sugiere que los virus se expanden mucho más rápido de lo que pensábamos. El descubrimiento de este mecanismo permitirá crear nuevos fármacos para hacer frente a algunos virus. En la punta de un alfiler caben millones de ellos. De hecho, los virus tienen el tamaño de una décima de micrómetro (diezmillonésima parte del metro).

El mundo de lo muy pequeño es fascinante y, por ejemplo, si hablamos de átomos, se necesitarían aproximadamente una cantidad para nosotros inconmensurable de átomos (602.300.000.000.000.000.000.000) para lograr un solo gramo de materia. Fijáos que hablamos de lo pequeño que pueden llegar a ser los virus y, sin embargo, el Hidrógeno con un sólo protón es el átomo más ligero y su masa es 400.000 veces menor que la masa de un virus, como antes dije, el organismo vivo más pequelo que se conoce. El virus más diminuto conocido mide unos o,00000002 m; su tamaño es 2.000 veces mayor que el del átomo. Y, en la punta del alfiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.

 

Bacterias En La Punta De Un Alfiler Foto de stock y más banco de imágenes  de Asistencia sanitaria y medicina - Asistencia sanitaria y medicina,  Bacteria, Ciencia - iStock

Números del principio al fin del mundo (tal y como los conocíamos) La cabeza de un alfiler mide dos milímetros y en ella caben 20 pelos, 28 000 leucocitos, 3 millones de bacterias y 5 billones de átomos

Como los virus son menores que la longitud de onda de la luz, no pueden observarse con un microscopio luminoso ordinario, pero los bioquímicos disponen de métodos ingeniosos que les permiten deducir su estructura, ya que pueden verlos mediante bombardeos con rayos X u otras partículas elementales.

En ralidad, se puede decir que un cristal “crece”, pero lo hace de un modo ciertamente trivial. Cuando se encuentra en una solución que contiene un compuesto semejante a él, dicho compuesto se irá depositando sobre su superficie; a medida que esto ocurre, el cristal se va haciendo mayor, pero el virus, igual que todos los seres vivos, crece de una manera más asombrosa: toma elementos de su entorno, los sintetiza en compuestos que no están presentes en el mismo y hace que se combinen unos con otros de tal manera que lleguen a dar una estructura compleja, réplica del propio virus.

                                 

                              (imagen modificada de: “Diagnostic Microbiology” – Bailey & Scotts)

 

Los virus sólo se multiplican en células vivientes. La célula huésped debe proporcionar la energía y la maquinaria de síntesis, también los precursores de bajo peso molecular para la síntesis de las proteínas virales y de los ácidos nucleicos. El ácido nucleico viral transporta la especificidad genética para cifrar todas las macromoléculas específicas virales en una forma altamente organizada.

 

La salud oral, juega un papel fundamental en la lucha frente a las  infecciones virales - Cuida tus encías : Cuida tus encías

              La salud oral, juega un papel fundamental en la lucha

El poder que tienen los virus de infectar, e incluso matar, un organismo, se debe precisamente a esto. Invade las células del organismo anfitrión, detiene su funcionamiento y lo sustituye, por decirlo de alguna manera, por otros nuevos. Ordena a la célula que deje de hacer lo que normalmente hace para que comience a fabricar las sustancias necesarias para crear copias de sí mismo, es decir, del virus invasor.

 

Virus del mosaico dorado del frijol(BGMV) | Agrio

                                                                                 El Virus del mosaico

El primer virus que se descubrió, y uno de los más estudiados, es el virus sencillo que produce la “enfermedad del mosaico” en la planta del tabaco. Cristaliza en forma de barras finas que pueden observarse a través del microsopio electrónico. Recientemente se ha descubierto que cada barra es, en realidad, una estructura helicoidal orientada a la derecha, formada por unas 2.000 moléculas idénticas de proteína, cada una de las cuales contiene más de 150 subunidades de aminoácidos.

 

 

Revelada la estructura atómica de una proteína del virus chikungunya clave  para su replicación en las células | Consejo Superior de Investigaciones  Científicas
Las moléculas de proteínas se enrollan alrededor de una barra central imaginaria que va de un extremo a otro del cristal. Sumergido en la proteína (y no en la parte central, como podría pensar un estudiante) hay una única hebra helicoidal, enroscada hacia la derecha, de un compuesto de carbono llamado ácido nucleico. El ácido nucleico es una proteína, pero igual que éstas es un polímero: un compuesto con una molécula gigante formada por moléculas más pequeñas enlazadas de manera que formen una cadena.
Un polímero es una macromolécula en la que se repite n veces la misma estructura básica (monómero). En el caso del hule, las cadenas pueden tener desde n=20 000 hasta n=100 000.
La doble hélice del ADN consiste en dos polinucleótidos enlazados a través de puentes de hidrógeno entre bases de cada cadena. b) Una timina de un lado se une con una adenina del otro. c) Una citosina con una guanina. Las unidades menores , llamadas nucleótidos están constituidas por átomos de Carbono, Oxñigeno, Nitrógeno, Hidrógeno y Fósforo; pero donde las proteínas tienen unas veinte unidades de aminoácidos, el ácido nucleico tiene solamente cuatro nucleótidos distintos. Se pueden encadenar miles de nucleótidos entre sí, como lo hacen las subunidades de aminoácidos de las proteínas en una variedad practicamente infinita de combinaciones, para formar cientos de miles de millones de moléculas de ácido nucleico. Exactamente igual que los aminoácidos, cada nucleótido es asimétrico y orientado a la izquierda. A causa de ello, la espina dorsal de una molécula de ácido nucleico, igual que la de una molécula de proteína, tiene una estructura helicoidal orientada hacia la derecha.
Recientemente se han descubiertos unas moléculas sorprendentes con irregularidades en su quiralidad. Por ejemplo, existen segmentos anómalos de ADN que se enroscan al reves. Este ADN “zurdo” se halló por primera vez en un tubo de ensayo, pero en 1987 se ideó un procedimiento para identificar dichos segmentos anómalos en células vivas. El papel del ADN invertido no está claro, y pudiera estar implicado en los mecanismos que ponen en marcha mutaciones que nos lleven a ser hombres y mujeres del futuro con otros “poderes” que vayan más allá para que, de esa manera, podamos llegar a comprender la Naturaleza de las cosas y, en definitiva, nuestra propia naturaleza que, de momento, sigue siendo un gran misterio para nosotros.
Carbono asimétrico - Wikipedia, la enciclopedia libre
Un carbono asimétrico, carbono estereogénico o carbono quiral es un átomo de carbono que está enlazado con cuatro sustituyentes o elementos diferentes. Puede presentarse en algunos compuestos orgánicos, es decir, en aquellos que están presentes en los seres vivos, como los glúcidos.
Esta cosita tan pequñita… ¡tendría tanto que contarnos! La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación entre una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.
Lo cierto es que todo está hecho de esas pequeñas partículas… Quarks y Leptones. Las estudiamos y observamos los comportamientos que en situaciones distintas puedan tener y, una de las cuestiones que resultó curioso constatar es que,   existen partículas subatómicas que podríamos llamar pares y otras que podríamos llamar impares, porque sus combinaciones y desintegraciones cumplen las mismas propiedades que la suma de enteros pares e impares. Una partícula de paridad par puede partirse en dos de paridad par, o en dos de paridad impar, pero nunca en una de paridad par y otra de paridad impar (esto implica la conservación de la paridad). Y, de la misma manera que existen principios de ocnservación para la paridad, el momento angular, la materia…, también es un hecho irreversible ese principio que nos lleva a saber que, a partir de la materia “inerte”, surgieron los “seres” más pequeños que conocemos y que hicieron posible el surgir de la inmensa variedad de formas de vida que la evolución hizo llegar hasta nosotros que, estamos aquí hablando de todas estas cuestiones curiosas que nos llevan a saber, un poco más, del mundo en el que vivimos, de la Naturaleza y, de nosotros.
emilio silvera

 

Mucho antes de que llegara las revoluciones científicas que todos tenemos en la mente, la Naturaleza parecía estar regida por el Caos: Terremotos, volcanes que oscurecían el cielo lanzando el humo acompañado de cenizas, lluvias torrenciales y el rayo, tifones, enfermedades incurables de la que morían millones de personas, las hanbrunas que azotaban a tantas criaturas y, nadie podía explicar el comportamiento del viento, aquellas tempestades marinas, o, temblores de la Tierra inesperados que traían la destrucción y la muerte.

Todo aquello, que ser el resultado de que, enfurecidos dioses, castigaban las impurezas del mundo y de sus criaturas. En absoluto sugería nadie que pudieran existir leyes “sencillas” y ordenadas con las que se pudieran explicar tal confusión en el comportamiento de una Naturaleza que, lo mismo se presentaba esplendorosa,  que rugía sembrando el miedo y el dolor de mil maneras distintas.

Resultado de imagen de Tardamos mucho en comprender, como era nuestro Sistema solar

Tardamos mucho en comprender, como era nuestro Sistema solar

Allí donde se percibía orden en el universo, este orden se atribuía a la respuesta que daban los objetos físicos a una necesidad de que se preservaran la armonía y el orden siempre que fuera posible -se suponía las órbitas de los planetas y del Sol alrededor de la Tierra y que eran círculos, porque los círculos eran perfectos-, los objetos caían hacia el suelo porque el centro de la Tierra marcaba el centro de todo y todo tendía a confluir hacia aquel lugar, el centro de simetría de todo el universo.

 

 

Acordaos que, el filósofo Aristarco de Samos, se atrevió a expresar sus ideas y dijo que, la Tierra y todos los planetas se movían alrededor del Sol. ¡Claro, nadie le prestó la menor atención! y, muchísimos años más tarde, tuvo que venir Copérnico, allá por el año 1543,  diciendo lo mismo para pasar a la historia. Su De Revolutionibus Orbium Coelestrum quedó terminado en lo esencial en 1530 y, a cuando se publicó, hizo exclamar, en 1539, a Martín Lutero: “Este loco desea volver de revés toda la astronomía; pero las Sagradas Escrituras nos dicen que Josué ordenó al Sol que se detuviera, no a la Tierra”. Galileo replicó más tarde, respondiendo a críticas similares: “La Biblia nos muestra la manera de llegar al cielo, no la manera en que se mueven los cielos”.

 

JKepler.png

Retrato de Kepler de un artista desconocido (ca. 1610)

Tuvo que llegar Kepler, quien, utilizando las observaciones minuciosamente recopiladas por Tycho Brahe, señaló, para aqueloos que tuvieran los ojos bien abiertos que, el planeta Marte no sólo se movía alrededor del Sol sino que, su órbita, era elíptica, echando así por tierra la antigua perfección circular, preferida por los clásicos griegos .

Ahora, pasado el tiempo y mirando hacia atrás, podemos ver con diáfana claridad, muchos ejemplos que podrían ilustrar la diferencia tan brutal que existe entre la ciencia de los antiguos y la de tiempos posteriores a partir de Galileo. Es cierto que los antiguos griegos fueron unos matemáticos excelentes, en particular, unos  geómetras de primera. También es cierto que aquella geometría que imperó durante más de dos mil años entre nosotros (aún hoy,  alguna perdura), tenía sus raíces en culturas más antiguas.

Galileo Galilei y el Descubrimiento del Pendulo

 

Galileo y el péndulo. La Historia nos habla del primer experimentador serio de la historia. Experimentó para demostrar el tiempo que invertía el péndulo en realizar una oscilación completa que resultó ser siempre la misma, tanto si recorría un amplio arco como si describía uno pequeño. Experimentos posteriores demostraron que ese tiempo dependía de la longitud del péndulo. Este es el fundamento del reloj de péndulo (diseñó uno que llegó a construir su hijo). Posteriormente utilizó el péndulo como preciso cuando realizó experimentos para estudiar el comportamiento de unas bolas que rodaban hacia abajo por una rampa. Estos experimentos le servían para estudiar la caída de objetos para investigar los efectos que producía la Gravedad sobre los cuerpos en movimiento.

                                                                         

Él desarrolló el concepto de aceleración: Una velocidad constante de 9,8 metros por segundo significa que cada segundo el objeto en movimiento cubre una distancia de 9,8 metros. Él descubrió que los objetos que caen se mueven cada vez más rápidos, con una velocidad que aumenta cada segundo y que el aumento, era uniforme, siempre el mismo. También observó como aquellas bolas que caen por la rampa, se frenan a causa del rozamiento. Aquello era física pura dando sus primeros pasos y camino de la relatividad, la termodinámica y la mecánica cuántica.

Fue un grande entre los gigantes. Se le suele recordar como el fundador del método experimental de la física; su imagen va asociada con la del telescopio y el plano inclinado, con los instrumentos que diseñó y armó para observar y medir. También es famosa su polémica con los aristotélicos de su tiempo que se limitaban a citar a los clásicos y pensar cómo debían ser los movimientos de los cuerpos, en vez de observarlos. Por último, ¿Quién no conoce la anécdota del atrevido maestro arrojando dos cuerpos de diferente peso desde la Torre de Pisa? (Anécdota probablemente apócrifa pero, como dicen los italianos, Se non è … è ben trovatto! ).

 

 

Fue una combinación del descubrimiento de las órbitas elípticas por parte de Kepler, y de la teoría de Galileo sobre la aceleración y el método científico, lo que preparó el camino para el mayor descubrimiento científico del siglo XVII, y quizá de todos los siglos: la Ley de la Gravitación universal de Newton que cerró con el broche de oro que conocemos por su gran obra: Philosophiae Naturalis Principia Mathemática, más conocida coloquialmente como los Principia, publicada en 1687.

 

Newton adoptó y perfeccionó la idea de Galileo, valorando de manera positiva los deliberadamente simplificados (como los planos sin rozamiento) para utilizarlos en la descripción de aspectos concretos del mundo real. Por ejemplo, una característica fundamental de los trabajos de Newton sobre la Gravedad y las órbitas  es el hecho de que, en sus cálculos realtivos a los efectos de la Gravedad, él consideró objetos tales como Marte, la Luna o una , como si toda su masa estuviera concentrada en un solo punto, y de esta manera, siempre que nos encontremos en el exterior del objeto en cuestión, su influencia gravitatoria se mide en función de nuestra distancia a dicho a dicho punto, que es el centro de masa del objeto /y asimismo el centro geométrico, si el objeto es una esfera).

Allí quedaron para las generaciones venideras las Leyes del movimiento de Newton, que constituyen la de trescientos años de ciencia, pero que puede resumirse de una forma muy sencilla y que marcan el desarrollo del modo científico de observar el mundo.

Para resolver un problema en mecánica, lo único que necesito es las tres leyes de Newton

 

                                                          Resultado de imagen de las tres leyes de NewtonResultado de imagen de las tres leyes de Newton

– Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas transmitidas sobre él.

– El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz transmitida y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

– Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Esta y tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico .

 

 

El problema de los tres cuerpos fue, totalmente inabordable por Newton que, en aquellos casos en los que se veía imposibilitado, siempre recurría a Dios para que le solucionara el asunto. Claro que, ante tal sugerencia, siempre se encontraba de frente con Leibniz que, comparó el universo ordenado y determinista de Newton con un reloj, afirmando con sarcasmo que el Dios de Newton debía ser un relojero bastante torpe si era incapaz de hacer un reloj que marcara siempre la hora correcta, pues para que funcionara bien tenía que intervenir cada vez que se estropeara.

Aquel problema de los tres cuerpos (del que hablaremos en otra ocasión), continuó sin solución hasta finales del siglo XVII, cuando entró en escena el matemático francés Pierre Laplace,  (claro que, también tendríamos que ver lo que dijo Poincaré, otro francés, al respecto).

Así, poco a poco, se pudo ir poniendo orden y buscando explicación para todos aquellos fenómenos de la Naturaleza que no tenían explicación y que, sólo la Ciencia, nos la podía dar.

 

Resultado de imagen de Los experimentos de FaradayResultado de imagen de Ecuaciones de Maxwell

                             Los experimentos de Faraday quedaron para la Historia

Mas tarde llegarían Faraday y Maxwell que investigaron la naturaleza de la luz el primero y, supo expresarla en ecuaciones el segundo. Aquello, fue un de gigante para comprender el mundo que nos rodea y cómo funciona, en algunos aspectos, la Naturaleza. Podemos decir que aquello fue uno de los mayores triunfos de la Ciencia del siglo XIX. La explicación dada por Maxwell sobre la radiación electromagnética se basó en la obra de Faraday y, entre ambos, dijeron al mundo que electricidad y magnetismo eran dos aspectos distintos de la misma cosa.

  Forma de las ecuaciones

Las Ecuaciones de Maxwell surgen de la teoría electromagnética y son el resumen esta teoría desde un punto de vista macroscópico. Esas ecuaciones tienen la forma más general:

 

\begin{equation*}\begin{aligned} \div{D}&=\rho \ ,\\ \vec{\nabla}\times\vec{E... ...\vec{J}+\frac{\partial D}{\partial t} \ .\nonumber \end{aligned}\end{equation*}

 

Y son, por tanto, un total de ocho ecuaciones escalares (tres para cada uno de los rotacionales de los campos eléctrico y magnético y una para las divergencias).

Parámetros prsentes

 

Los parámetros que intervienen en la formulación de las ecuaciones de Maxwell son los siguientes:

 

  • $ \vec{E}$ – Campo eléctrico existente en el espacio, creado por las cargas.
  • $ \vec{D}$ – Campo dieléctrico que resume los efectos eléctricos de la materia.
  • $ \vec{B}$ – Campo magnético existente en el espacio, creado por las corrientes.
  • $ \vec{H}$ – Campo magnético que resume los efectos magnéticos de la materia.
  • $ \rho$ – Densidad de cargas existentes en el espacio.
  • $ \vec{J}$ – Densidad de corriente, mide el flujo de cargas por unidad de tiempo y superfície y es igual a $ \vec{J}=\rho\vec{v}$ .

Las ecuaciones de Maxwell llevaban consigo dos características muy curiosas: una de ellas pronto tendería un profundo impacto en la física, y la otra fue considerada hasta tiempos muy recientes sólo como una rareza de menor importancia. La primera de aquellas características innovadoras era que daban a la velocidad de la luz un valor constante, independientemente de cómo se mueva la fuente de luz con respecto a la (o aparato) que mida su velocidad. Ya sabéis que fue esto, lo que llevó a Einstein a desarrollar la teoría de la relatividad en 1905.

 

                                                                     Resultado de imagen de Max Planck y A. Einstein

Ambos genios cambiaron la formar de mirar el Universo… ¡De lo muy pequeño y de lo muy grande! Es decir, la mecánica cuántica y la cosmología del Universo en los dos extremos

En el mundo de la física las ideas de Max Planck fueron progenitoras de algunas de las aportaciones más importantes de Einstein. Planck fue el primero en …

A partir de todo aquello, Einstein y Planck y después muchos otros, vinieron a poner los conocimientos de la Ciencias Físicas y Astronómicas en un  lugar privilegiado en el que, podíamos mirar las galaxias y también a los átomos. El mundo de lo muy grande y el de lo muy pequeño, quedó al alcance del entendimiento humano. Claro que, Como dijo Kart Raimund Popper, filósofo británico de origen austriaco (Viena, 1902 – Croydon, 1.994) que realizó sus mas importantes trabajos en el ámbito de la metodología de la ciencia: “cuanto más profundizo en el de las cosas, más consciente soy de lo poco que sé. Mis conocimientos son finitos pero, mi ignorancia, es infinita“.

Está claro que la mayoría de las veces, no hacemos la pregunta adecuada porque nos falta conocimiento para realizarla. Así, cuando se hacen nuevos descubrimientos nos dan la posibilidad de hacer nuevas preguntas, ya que en la ciencia, generalmente, cuando se abre una puerta nos lleva a una gran sala en la que encontramos otras puertas cerradas y tenemos la obligación de buscar las llaves que nos permitan abrirlas para . Esas puertas cerradas esconden las cosas que no sabemos y las llaves que las pueden abrir son retazos de conocimientos que nos permiten entrar para descorrer la cortina que esconde los secretos de la Naturaleza, de la que en definitva, formamos parte.

 

¡Cuánto hay ahí, en esa bella Nebulosa de arriba! En espesas nubes moleculares que se concentran en vórtices obligadas por la Gravedad, nacen nuevas estrellas y nuevos mundos. Ahí se transforman los materiales sencillos como el Hidrógeno en otros más complejos y, la radiación de las jóvenes estrellas nuevas masivas, tiñen de rojo el gas y el povo del lugar, mientras , presumidas, se exhiben rodeadas de ese azul suave que las distingue de aquellas otras más antiguas, que tiñen de amarillo y rojo toda la región.

 

Resultado de imagen de La cosmología de EinsteinResultado de imagen de La cosmología de EinsteinResultado de imagen de La cosmología de EinsteinResultado de imagen de La cosmología de Einstein

 

¿Qué sería de la cosmología sin   ¿Es la ecuación de Einstein donde es el tensor energía-momento que mide el de materia-energía, mientras que es el Tensor de curvatura de Riemann contraído que nos dice la cantidad de curvatura presente en el hiperespacio. Este pequeño conjunto de signos es uno de los pensamientos más profundos de la mente humana y… ¡Nos dice tánto con tan poco! En esa ecuación de campo de la relatividad general, está presente lo que los físicos llaman “belleza en una ecuación”, toda vez que dice muchísimo con muy poco.

 

                               Resultado de imagen de La cosmología de EinsteinResultado de imagen de La cosmología de Einstein

 

También esa ecuación nos habló de la existencia de Agujeros negros, esos objetos de densidad “infinita” en los que dejan de existir el espacio y el tiempo. La singularidad es el punto matemático en el que ciertas cantidades físicas alcanzan valores infinitos. Así nos lo dice la relatividad general general: la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita en un Agujero Negro.

 

 

La cosmología estaría 100 años atrás sin esta ecuación. Einstein  con sus dos versiones de la relatividad que nos descubrió un universo donde la velocidad estaba limitada a la de la luz, donde la energía estaba escondida, quieta y callada, en forma de masa, y donde el espacio y el tiempo se curva y distorsiona cuando están presentes grandes objetos estelares, nos descubrió un Universo nuevo, un mundo fantástico de posibilidades ilimitadas en el que podían ocurrir maravillas como, por ejemplo, que el tiempo transcurriera más lentamente y dónde reside la fuente de la energía. Claro que, al mérito de Einstein (que lo tiene), tendríamos que sumar el de Faraday, Maxwell, Mach, Lorentz, Planck y algunos otros de cuyas ideas él supo aunar un todo que clarificó el mundo y que, por separado, no decían tanto.

 

http://photos1.blogger.com/blogger/2816/1320/1600/clusterNGC290.jpg

 

No puedo evitarlo, siento debilidad por las estrellas, esos objetos brillantes del cielo en los que, se “fabrican” los elementos complejos que son la materia primaria para la vida. Nosotros, como he comentado muchas veces, estamos hechos de polvo de estrellas.

En ellas, en las estrellas, se producen cambios y transformaciones de cuyos procesos, debemos conocer para saber lo que allí ocurre y el por qué de esas mutaciones de la materia. Siempre llamó mi atención las estrellas que se forman a partir de gas y polvo cósmico. Nubes enormes de gas y polvo (como la nebulosa cabeza de caballo en la de arriba) se van juntando. Sus moléculas cada vez más apretadas se rozan, se ionizan y se calientan hasta que en el núcleo central de esa bola de gas caliente, la temperatura alcanza millones de grados. La enorme temperatura hace posible la fusión de los protones y, en ese instante, nace la estrella que brillará durante miles de millones de años y dará luz y calor. Su ciclo de vida estará supeditado a su masa. Si la estrella es supermasiva, varias masas solares, su vida será más corta, ya que consumirá el nuclear de fusión (hidrógeno, helio, litio, oxígeno, etc) con más voracidad que una estrella mediana como nuestro Sol, de vida más duradera.

 

 

En las estrellas está el secreto de todos los elementos naturales que conocemos en la Naturaleza, allí se fraguan todos mediante la fusión de la materia sencilla en otra más compleja, en sus hornos nucleares que, en estrellas como el Sol, llegan hasta el Hierro antes de convertirse en gigantes rojas y enanas blancas después, dejando una bonita Nebulosa planetaria. Otros elementos más pesados surgen de las explosiones d3e Supernovas que es el final de las estrellas masivas que terminan como agujeros negros y púlsares regando antes el espacio interestelar de material nebulosa con sus eyecciones de las capas exteriores antes de explotar.

Una estrella, como todo en el universo, está sostenida por el equilibrio de dos contrapuestas; en este caso, la fuerza que tiende a expandir la estrella (la energía termonuclear de la fusión) y la fuerza que tiende a contraerla (la fuerza gravitatoria de su propia masa). Cuando finalmente el proceso se detiene por agotamiento del combustible de fusión, la estrella pierde la fuerza de expansión y queda a merced de la fuerza de gravedad; se hunde bajo el peso de su propia masa, se contrae más y más, y en el caso de estrellas súper masivas, se convierten en una singularidad, una masa que se ha comprimido a tal extremo que acaba poseyendo una fuerza de gravedad de una magnitud difícil de imaginar para el común de los mortales.

La Tierra desde el espacio

A nosotros nos puede parecer enorme, es el planeta que acoge a toda la Humanidad. Sin embargo, en el contexto del Universo y comparado con otros objetos cosmológicos, es menos que una mota de polvo y, si pensamos en ello, (quizás), podamos llegar a la conclusión de que debemos cambiar y mirar las cosas desde otras perspectivas, al fin y al cabo no somos tan importantes como algunas veces podemos creer, ni sabemos, tanto como creemos.

 

                      http://1.bp.blogspot.com/_xyYFMwz4t6g/S7-euKLPDFI/AAAAAAAACkY/ur2Aaiw1zHg/s1600/conciencia+03.jpg

                    ¡Sí, la Galaxia está en Mente y, nuestra Mente, en la Galaxia!

La evolución del Universo que está prescrita por el paso del Tiempo (con la ayuda de la Entropía), es inexorable, y, nosotros, nuestras mentes, que son el ejemplo más claro de la evolución en su más alto grado de la materia, también evoluciona al mismo ritmo que el universo nos marca. De esa manera, el transcurrir de los siglos posibilitan la apertura mental de nuevas ideas y, el conocimiento del mundo, de la Naturaleza, se hace cada vez más patente para nosotros que, al final de toda esta historia, volveremos a fundirnos con todo, en el mismo lugar del que partimos: ¡Las estrellas! allí está nuestro origen y, algo me dice que volveremos a él.

¿Será cuando llegue Andrómeda y le de el beso de amor a la Vía Láctea? La Galaxia Andrómeda se acerca a nosotros a una velocidad escalofriante de 500 Km/s., es tanta la distancia que de ella nos separa (2,3 años-luz) que, tardará 3.000 millones de años en fundirse con la Vía Láctea y, para entonces, ¿quién podrá estar aquí?

emilio silvera

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

 

Se habla de materia y energía oscura y, sin embargo, nadie sabe a ciencia cierta, lo que es. Es posible que el haber comprobado que el Universo se expande a mayor velocidad cada vez, pueda ser debido a que, la fuerza de Gravedad de un Universo hermano, esté atrayendo la materia del nuestro. Sin embargo, la Incertidumbre reina en este misterioso conflicto. Aquí os dejo un nuevo proyecto en marcha que publica

El Diario El País.

 Una cámara española para sacar a la luz la energía oscura del universo |  Ciencia | EL PAÍSDescubren con los telescopios Grantecan y William Herschel del Roque una de  las galaxias lejanas más brillantes conocidas hasta la fecha

“El Instrumento Astronómico que medirá la distancia de galaxias lejanas, se ha estrenado en el Telescopio Herschel, en Canarias.

 

Galaxia M51, o del remolino, situada a unos 23 millones de años luz de la Tierra, fotografiada con la PAUcam el 6 de junio de 2015. / PAU

La gran sorpresa que supuso para los científicos el descubrir, hace más de 15 años, que la expansión del universo no se está ralentizando, como se esperaba, sino que se está acelerando, ha merecido ya un premio Nobel de Física, en 2011 (Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam Riess) por el hallazgo en sí. Pero sigue siendo una incógnita la naturaleza de esa aceleración, llamada energía oscura, que hace que las galaxias se separen unas de otras cada vez más deprisa. Y para atacar el problema expertos en todo el mundo idean y preparan experimentos y observaciones que puedan arrojar luz sobre el fenómeno. El último que se ha estrenado es español: una cámara astronómica especial, denominada PAU,  diseñada y construida en España que acaba de abrir sus ojos por primera vez al cielo, lo que se llama primera luz, y con total satisfacción para sus responsables. Esta instalada en el telescopio William Herschel, de espejo principal de 4,2 metros de diámetro, del Observatorio de El Roque de los Muchachos, en Canarias, y podría proporcionar información científica significativa a partir del año que viene, cuando empiecen las observaciones sistemáticas de millones de galaxias lejanas.

Hermosos GIFs del espacio y el universo - 100 imágenes animadas

La PAU (siglas en inglés de Física del Universo Acelerado), a partir de ahora, “compite y colabora”, como dice el coordinador del proyecto Enrique Fernández, con media docena de instrumentos científicos en el mundo específicos para intentar averiguar qué es la energía oscura. “Cada técnica de observación te aporta parte de la información y cuando combinas la información ves que todo cuadra”, señala Fernández, catedrático de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) e investigador del IFAE (Instituto de Física de Altas Energías). Así que toca competir para ser los primeros en descubrir algo y colaborar a la vez para avanzar en este intrincado problema científico.

 “La primera luz ha ido muy bien, hemos tenido cinco noches de observación y ya hemos hecho la puesta a punto de la cámara; en septiembre u octubre tendremos cinco noches más del telescopio para tomar datos”, explica Fernández a EL PAÍS. “Luego, hemos solicitado un centenar de noches en 2016 y 2017 y después del primer año esperamos tener ya resultados relevantes”. El tipo de trabajo que hará la PAU, de rastreo de millones de objetos celestes, exige muchas horas de observación, a diferencia de los estudios que se centran en una galaxia o una estrella concretas, añade el científico.

El Telescopio William Herschel contribuyó a medir el brillo de la estrella  de las '7 Tierras'Telescopio William Herschel - Wikipedia, la enciclopedia libre

La cámara PAU montada en el foco primario del telescopio William Herschel en Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma, Canarias. / PAU

 

El universo a partir del Big Bang está en expansión; las galaxias y los cúmulos de galaxias se alejan unos de otros. Eso se sabe desde hace décadas. Cabía esperar que, a medida que pasa el tiempo, la atracción gravitacional entre galaxias hiciera que esa expansión se fuera haciendo cada vez más lenta, por lo que resultó una enorme sorpresa comprobar, en los años noventa, que en realidad se está acelerando, que las galaxias se están separando unas de otras más rápido que antes.

Como no se comprende, el fenómeno se ha venido a llamar energía oscura y siempre que se habla de ella se recuerda que el sensacional hallazgo puede convertir en certero lo que Einstein consideró su mayor error. En pocas palabras: Einstein pensaba que el universo era estático, pero como la resolución de sus ecuaciones daba un cosmos dinámico el físico alemán introdujo la que llamó Constante Cosmológica para frenarlo. Cuando poco después Edwin Hubble descubrió que las galaxias se alejan unas de otras y que lo hacen a mayor velocidad cuanto más lejos están, resultó que el universo era dinámico, surgió la teoría del Big Bang y Einstein calificó de su “mayor error” esa Constante Cosmológica que lo estabilizaba. Décadas después, al descubrirse al expansión acelerada, se desempolvó dicha constante para intentar explicarla. Básicamente la idea es que la energía oscura es una fuerza repulsiva que domina sobre la fuerza gravitatoria atractiva y que hace que las galaxias se distancien cada vez más deprisa.

Y si la energía oscura no existiera en absoluto?

   La energía oscura supone el 68,3% del Universo

 

Pero son teorías, y en ciencia hay que demostrar las cosas con observaciones y experimentos. Lo que ya se sabe es que la energía oscura supone el 68,3% del universo.

La cámara PAU va a medir la distancia a muchas galaxias determinando el llamado corrimiento al rojo de cada una. Al expandirse el universo, la luz que emiten las galaxias llega a la Tierra desplazada a longitudes de onda mayores que en las que se emitió, es decir, se desplaza hacia la parte roja del espectro electromagnético. “Es el equivalente del cambio de tono de la sirena de una ambulancia cuando se aleja de nosotros”, explican los científicos de la colaboración PAU. “El corrimiento al rojo se mide con técnicas fotométricas, donde se fotografía el mismo objeto celeste múltiples veces a través de filtros de diferentes colores”, continúan. “El innovador diseño de la PAU-cam incorpora 40 filtros, mientras que habitualmente son media docena, lo cual permite una precisión sin precedentes en la medida del corrimiento al rojo”, y de ahí la distancia a las galaxias.

“La cámara permite hacer estudios amplio y precisos de la expansión del universo”, señala Cristóbal Padilla, investigador del IFAE. “Gracias a los 40 filtros incorporados y su gran campo de visión, la cámara puede conseguir en una sola noche de observación los espectros de luz, de baja resolución, de unos 50.000 objetos celestes de forma simultánea. La PAUcam es pionera en algunos aspectos, tanto en técnicas de observación como en temas puramente tecnológicos”, afirma.

“Para investigar la energía oscura se necesita cubrir mucho volumen, para lo cual se requieren cámaras de gran campo que cubran una gran área en el cielo y que estén instaladas en telescopios con gran poder colector para ir profundo y poder observar a alto corrimiento al rojo (a distancias lejanas)”, explica Francisco Javier Cantander, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC/IEEC) a EL PAIS por correo electrónico desde Lausana (Suiza). Allí participa en una reunión de la futura misión Euclid, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), precisamente dedicada a explorar la energía oscura y podría aprovechar la experiencia de la PAUcam.

No es este proyecto español el único diseñado para afrontar experimentalmente este gran y difícil reto de la cosmología del siglo XXI. Castander cita hasta siete cámaras más instaladas ya en observatorios en Chile, Hawai y Arizona (EEUU). Y otras están en preparación. “Pero ninguna de ellas dispone de un sistema de filtros como el de la PAUcam, que permite obtener corrimientos al rojo fotométricos precisos”, puntualiza Castander. Incluso en una de ellas, la DECcam estadounidense, que lleva ya dos años tomando datos, la aportación del equipo español de PAU ha sido notable: toda la electrónica del instrumento, apunta Fernández.

La cámara española va a permitir medir la distancia con un error relativo de solo un 0,3% para una gran cantidad de galaxias lejanas, destacan los miembros del proyecto en un comunicado.

                                                                  Primera luz para PAUCam

 

La PAUcam es pionera en algunos aspectos, tanto en técnicas de observación como en temas puramente tecnológicos”

 

“De la energía oscura lo que hacemos es medir su efectos, y eso se hace de varias maneras, como los estudios de supernovas, la estructura a gran escala del universo…. cada técnica te dice algo, de ahí la necesidad de cooperar y competir”, comenta Fernández. “Nosotros vamos a concentrarnos en medir correlaciones entre distribuciones de galaxias a distintas distancias, algo que podemos hacer muy bien”.

La cámara española ha sido diseñada y construida en seis años por especialistas de varias instituciones españolas: IFAE, ICE, el Puerto de Información Científica (PIC), el Ciemat y el Instituto de Física Teórica (IFT-UAM-CSIC). Su coste, en material, asciende a unos tres millones y medio de euros, que sería el doble si se suma el coste de personal de las distintas instituciones que integran el proyecto, señala Fernández. La cámara pesa 270 kilos y destaca su “revolucionaria estructura de fibra de carbono” desarrollada en España, con la indudable ventaja de su reducción de peso, señala la colaboración.

“Ahora tenemos que analizar los datos obtenidos durante la fase de commissioning [ensayos iniciales de funcionamiento]”, explica Castander. “El análisis rápido que hicimos en el observatorio, nos dio la impresión de que no necesitamos más tiempo de prueba; de hecho, conseguimos realizar todos los test y tareas que teníamos programadas más rápido de lo previsto y, en las dos últimas noches, pudimos tomar datos para hacer la verificación científica”, continúa.

Para la fase de posibles descubrimientos científicos habrá que esperar un poco.

En el Universo se crean estrellas y… !pensamientos!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Descubriendo secretos del Universo    ~    Comentarios Comments (1)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

Mucho antes de que llegara las revoluciones científicas que todos tenemos en la mente, la Naturaleza parecía estar regida por el Caos: Terremotos, volcanes que oscurecían el cielo lanzando el humo acompañado de cenizas, lluvias torrenciales y el rayo, tifones, enfermedades incurables de la que morían millones de personas, las hanbrunas que azotaban a tantas criaturas y, nadie podía explicar el comportamiento del viento, aquellas tempestades marinas, o, temblores de la Tierra inesperados que traían la destrucción y la muerte.

Todo aquello, que ser el resultado de que, enfurecidos dioses, castigaban las impurezas del mundo y de sus criaturas. En absoluto sugería nadie que pudieran existir leyes “sencillas” y ordenadas con las que se pudieran explicar tal confusión en el comportamiento de una Naturaleza que, lo mismo se presentaba esplendorosa,  que rugía sembrando el miedo y el dolor de mil maneras distintas.

Resultado de imagen de El sistema solar de PtolomeoEl sistema solar: planetas, satélites, origen y composición

                                 Tardamos mucho en comprender, como era nuestro Sistema solar

Allí donde se percibía orden en el universo, este orden se atribuía a la respuesta que daban los objetos físicos a una necesidad de que se preservaran la armonía y el orden siempre que fuera posible -se suponía las órbitas de los planetas y del Sol alrededor de la Tierra y que eran círculos, porque los círculos eran perfectos-, los objetos caían hacia el suelo porque el centro de la Tierra marcaba el centro de todo y todo tendía a confluir hacia aquel lugar, el centro de simetría de todo el universo.

Acordaos que, el filósofo Aristarco de Samos, se atrevió a expresar sus ideas y dijo que, la Tierra y todos los planetas se movían alrededor del Sol. ¡Claro, nadie le prestó la menor atención! y, muchísimos años más tarde, tuvo que venir Copérnico, allá por el año 1543,  diciendo lo mismo para pasar a la historia. Su De Revolutionibus Orbium Coelestrum quedó terminado en lo esencial en 1530 y, a cuando se publicó, hizo exclamar, en 1539, a Martín Lutero: “Este loco desea volver de revés toda la astronomía; pero las Sagradas Escrituras nos dicen que Josué ordenó al Sol que se detuviera, no a la Tierra”. Galileo replicó más tarde, respondiendo a críticas similares: “La Biblia nos muestra la manera de llegar al cielo, no la manera en que se mueven los cielos”.

JKepler.png

Retrato de Kepler de un artista desconocido (ca.

Tuvo que llegar Kepler, quien, utilizando las observaciones munuciosamente recopiladas por Tycho Brahe, señaló, para aqueloos que tuvieran los ojos bien abiertos que, el planeta Marte no sólo se movía alrededor del Sol sino que, su órbita, era elíptica, echando así por tierra la antigua perfección circular, preferida por los clásicos griegos .

Ahora, pasado el tiempo y mirando hacia atrás, podemos ver con diáfana claridad, muchos ejemplos que podrían ilustrar la diferencia tan brutal que existe entre la ciencia de los antiguos y la de tiempos posteriores a partir de Galileo. Es cierto que los antiguos griegos fueron unos matemáticos excelentes, en particular, unos  geómetras de primera. También es cierto que aquella geometría que imperó durante más de dos mil años entre nosotros (aún hoy,  alguna perdura), tenía sus raíces en culturas más antiguas.

[FNT 2]

Galileo y el péndulo. La Historia nos habla del primer experimentador serio de la historia. Experimentó para demostrar el tiempo que invertía el péndulo en realizar una oscilación completa que resultó ser siempre la misma, tanto si recorría un amplio arco como si describía uno pequeño. Experimentos posteriores demostraron que ese tiempo dependía de la longitud del péndulo. Este es el fundamento del reloj de péndulo (diseñó uno que llegó a construir su hijo). Posteriormente utilizó el péndulo como preciso cuando realizó experimentos para estudiar el comportamiento de unas bolas que rodaban hacia abajo por una rampa. Estos experimentos le servían para estudiar la caída de objetos para investigar los efectos que producía la Gravedad sobre los cuerpos en movimiento.

Él desarrolló el concepto de aceleración: Una velocidad constante de 9,8 metros por segundo significa que cada segundo el objeto en movimiento cubre una distancia de 9,8 metrtos. Él descubrió que los objetos que caen se mueven cada vez más rápidos, con una velocidad que aumenta cada segundo y que el aumento, era uniforme, siempre el mismo. También observó como aquellas bolas que caen por la rampa, se frenan a causa del rozamiento. Aquello era física pura dándo sus primeros pasos y camino de la relatividad, la termodinámica y la mecánica cuántica.

Fue un grande entre los gigantes. Se le suele recordar como el fundador del método experimental de la física; su imagen va asociada con la del telescopio y el plano inclinado, con los instrumentos que diseñó y armó para observar y medir. También es famosa su polémica con los aristotélicos de su tiempo que se limitaban a citar a los clásicos y pensar cómo debían ser los movimientos de los cuerpos, en vez de observarlos. Por último, ¿quién no conoce la anécdota del atrevido maestro arrojando dos cuerpos de diferente peso desde la Torre de Pisa? (Anécdota probablemente apócrifa pero, como dicen los italianos, Se non è … è ben trovatto! ).

Fue una combinación del descubrimiento de las órbitas elípticas por parte de Kepler, y de la teoría de Galileo sobre la aceleración y el método científico, lo que preparó el camino para el mayor descubrimiento científico del siglo XVII, y quizá de todos los siglos: la Ley de la Gravitación universal de Newton que cerró con el broche de oro que conocemos por su gran obra: Philosophiae Naturalis Principia Mathemática, más conocida coloquialmente como los Principia, publicada en 1687.

Newton adoptó y perfeccionó la idea de Galileo, valorando de manera positiva los deliberadamente simplificados (como los planos sin rozamiento) para utilizarlos en la descripción de aspectos concretos del mundo real. Por ejemplo, una característica fundamental de los trabajos de Newton sobre la Gravedad y las órbitas  es el hecho de que, en sus cálculos realtivos a los efectos de la Gravedad, él consideró objetos tales como Marte, la Luna o una , como si toda su masa estuviera concentrada en un solo punto, y de esta manera, siempre que nos encontremos en el exterior del objeto en cuestión, su influencia gravitatoria se mide en función de nuestra distancia a dicho a dicho punto, que es el centro de masa del objeto /y asimismo el centro geométrico, si el objeto es una esfera).

Allí quedaron para las generaciones venideras las Leyes del movimiento de Newton, que copnstituyen la de trescientos años de ciencia, pero que puede resumirse de una forma muy sencilla y que marcan el desarrollo del modo científico de observar el mundo.

Para resolver un problema en mecánica, lo único que necesito es las tres leyes de Newton

– Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas transmitidas sobre él.

– El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz transmitida y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

– Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Esta y tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico .

El problema de los tres cuerpos fue, totalmente inabordable por Newton que, en aquellos casos en los que se veía imposibilitado, siempre recurría a Dios para que le solucionara el asunto. Claro que, ante tal sugerencia, siempre se encontraba de frente con Leibniz que, comparó el universo ordenado y determinista de Newton con un reloj, afirmando con sarcasmo que el Dios de Newton debía ser un relojero bastante torpe si era incapaz de hacer un reloj que marcara siempre la hora correcta, pues para que funcionara bien tenía que intervenir cada vez que se estropeara.

Aquel problema de los tres cuerpos (del que hablaremos en otra ocasión), continuó sin solución hasta finales del siglo XVII, cuando entró en escena el matemático francés Pierre Laplace,  (claro que, también tendríamos que ver lo que dijo Poincaré, otro francés, al respecto).

Así, poco a poco, se pudo ir poniendop orden y buscando explicación para todos aquellos fenómenos de la Naturaleza que no tenían explicación y que, sólo la Ciencia, nos la podía dar.

Resultado de imagen de Los experimentos de FaradayResultado de imagen de Los experimentos de FaradayResultado de imagen de Los experimentos de Faraday

                             Los experimentos de Faraday quedaron para la Historia

Mas tarde llegarían Faraday y Maxwell que investigaron la naturaleza de la luz el primero y, supo expresarla en ecuaciones el segundo. Aquello, fue un de gigante para comprender el mundo que nos rodea y cómo funciona, en algunos aspectos, la Naturaleza. Podemos decir que aquello fue uno de los mayores triunfos de la Ciencia del siglo XIX. La explicación dada por Maxwell sobre la radiación electromagnética se basó en la obra de Faraday y, entre ambos, dijeron al mundo que electricidad y magnetismo eran dos aspectos distintos de la misma cosa.

Ecuaciones de Maxwell
                                             Forma integral y diferencial de las ecuaciones de Maxwel
           Él nos dijo con estas cuatro ecuaciones vectoriales todo sobre la Luz

Las ecuaciones de Maxwell llevaban consigo dos características muy curiosas: una de ellas pronto tendería un profundo impacto en la física, y la otra fue considerada hasta tiempos muy recientes sólo como una rareza de menor importancia. La primera de aquellas características innovadoras era que daban a la velocidad de la luz un valor constante, independientemente de cómo se mueva la fuente de luz con respecto a la (o aparato) que mida su velocidad. Ya sabeis que fue esto, lo que llevó a Einstein a desarrollar la teoría de la relatividad en 1905.

En el mundo de la física las ideas de Max Planck fueron progenitoras de algunas de las aportaciones más importantes de Einstein. Planck fue el primero en …

A partir de todo aquello, Eisntein Planck y después muchos otros, vinieron a poner los conocimientos de la Ciencias Físicas y Astronómicas en un  lugar privilegiado en el que, podíamos mirar las galaxias y también a los átomos. El mundo de lo muy grande y el de lo muy pequeño, quedó al alcance del entendimiento humano. Claro que, Como dijo Kart Raimund Popper, filósofo británico de origen austriaco (Viena, 1902 – Croydon, 1.994) que realizó sus mas importantes trabajos en el ámbito de la metodología de la ciencia: “cuanto más profundizo en el de las cosas, más consciente soy de lo poco que sé. Mis conocimientos son finitos pero, mi ignorancia, es infinita“.

Está claro que la mayoría de las veces, no hacemos la pregunta adecuada porque nos falta conocimiento para realizarla. Así, cuando se hacen nuevos descubrimientos nos dan la posibilidad de hacer nuevas preguntas, ya que en la ciencia, generalmente, cuando se abre una puerta nos lleva a una gran sala en la que encontramos otras puertas cerradas y tenemos la obligación de buscar las llaves que nos permitan abrirlas para . Esas puertas cerradas esconden las cosas que no sabemos y las llaves que las pueden abrir son retazos de conocimientos que nos permiten entrar para descorrer la cortina que esconde los secretos de la Naturaleza, de la que en definitva, formamos parte.

¡Cuánto hay ahí, en esa bella Nebulosa de arriba! En espesas nubes moleculares que se concentran en vórtices obligadas por la Gravedad, nacen nuevas estrellas y nuevos mundos. Ahí se transforman los materiales sencillos como el Hidrógeno en otros más complejos y, la radiación de las jóvenes estrellas nuevas masivas, tiñen de rojo el gas y el povo del lugar, mientras , presumidas, se exhiben rodeadas de ese azul suave que las distingue de aquellas otras más antiguas, que tiñen de amarillo y rojo toda la región.

Tema 5 CosmologíA1915. El universo relativista de Einstein | Ciencia | elmundo.esCien años de Relatividad General: Fundamentos y Cosmología ...

¿Qué sería de la cosmología sin   ¿Es la ecuación de Einstein donde es el tensor energía-momento que mide el de materia-energía, mientras que es el Tensor de curvatura de Riemann contraído que nos dice la cantidad de curvatura presente en el hiperespacio. Este pequeño conjunto de signos es uno de los pensamientos más profundos de la mente humana y… ¡Nos dice tánto con tan poco! En esa ecuación de campo de la relatividad general, está presente lo que los físicos llaman “belleza en una ecuación”, toda vez que dice muchísimo con muy poco.

El agujero negro más lejano y antiguo apunta su haz de rayos ...Un agujero negro está impulsando el nacimiento de estrellas en ...

Singularidad espacio temporal * ExperienSense

También esa ecuación nos habló de la existencia de Agujeros negros, esos objetos de densidad “infinita” en los que dejan de existir el espacio y el tiempo. La singularidad es el punto matemático en el que ciertas cantidades físicas alcanzan valores infinitos. Así nos lo dice la relatividad general general: la curvatura del espacio-tiempo se hace infinita en un Agujero Negro.


La cosmología estaría 100 años atrás sin esta ecuación. Einstein  con sus dos versiones de la realtividad que nos descubrió un universo donde la velocidad estaba limitada a la de la luz, donde la energía estaba escondida, quieta y callada, en forma de masa, y donde el espacio y el tiempo se curva y distorsiona cuando están presentes grandes objetos estelares, nos descubrio un Universo nuevo, un mundo fantástico de posibilidades ilimitadas en el que podían ocurrir maravillas como, por ejemplo, que el tiempo transcurriera más lentamente y dónde reside la fuente de la energía. Claro que, al mérito de Einstein (que lo tiene), tendríamos que sumar el de Faraday, Maxwell, Mach, Lorentz, Planck y algunos otros de cuyas ideas él supo aunar un todo que clarificó el mundo y que, por separado, no decían tanto.

http://photos1.blogger.com/blogger/2816/1320/1600/clusterNGC290.jpg

No puedo evitarlo, siento debilidad por las estrellas, esos objetos brillantes del cielo en los que, se “fabrican” los elementos complejos que son la materia primaria para la vida. Nosotros, como he comentado muchas veces, estamos hechos de polvo de estrellas.

En ellas, en las estrellas, se producen cambios y transformaciones de cuyos procesos, debemos conocer para saber lo que allí ocurre y el por qué de esas mutaciones de la materia. Siempre llamó mi atención las estrellas que se forman a partir de gas y polvo cósmico. Nubes enormes de gas y polvo (como la nebulosa cabeza de caballo en la de arriba) se van juntando. Sus moléculas cada vez más apretadas se rozan, se ionizan y se calientan hasta que en el núcleo central de esa bola de gas caliente, la temperatura alcanza millones de grados. La enorme temperatura hace posible la fusión de los protones y, en ese instante, nace la estrella que brillará durante miles de millones de años y dará luz y calor. Su ciclo de vida estará supeditado a su masa. Si la estrella es supermasiva, varias masas solares, su vida será más corta, ya que consumirá el nuclear de fusión (hidrógeno, helio, litio, oxígeno, etc) con más voracidad que una estrella mediana como nuestro Sol, de vida más duradera.

En las estrellas está el secreto de todos los elementos naturales que conocemos en la Naturaleza, allí se fraguan todos mediante la fusión de la materia sencilla en otra más compleja, en sus hornos nbucleares que, en estrellas como el Sol, llegan hasta el Hierro antes de convertirse en gigantes rojas y enanas blancas después, dejando una bonita Nebulosa planetaria. Otros elementos más pesados surgen de las explosiones d3e Supernovas que es el final de las estrellas masivas que terminan como agujeros negros y púlsares regando antes el espacio interestelar de material nebulosa con sus eyecciones de las capas exteriores antes de explotar.

Esta estrella emite una de las radiaciones más potentes del universoPor qué mueren las estrellas?

Una estrella, como todo en el universo, está sostenida por el equilibrio de dos contrapuestas; en este caso, la fuerza que tiende a expandir la estrella (la energía termonuclear de la fusión) y la fuerza que tiende a contraerla (la fuerza gravitatoria de su propia masa). Cuando finalmente el proceso se detiene por agotamiento del combustible de fusión, la estrella pierde la fuerza de expansión y queda a merced de la fuerza de gravedad; se hunde bajo el peso de su propia masa, se contrae más y más, y en el caso de estrellas súper masivas, se convierten en una singularidad, una masa que se ha comprimido a tal extremo que acaba poseyendo una fuerza de gravedad de una magnitud difícil de imaginar para el común de los mortales.

La Tierra desde el espacio

A nosotros nos puede parecer enorme, es el planeta que acoge a toda la Humanidad. Sin embargo, en el contexto del Universo y comparado con otros objetos cosmológicos, es menos que una mota de polvo y, si pensamos en ello, (quizás), podamos llegar a la conclusión de que debemos cambiar y mirar las cosas desde otras perspectivas, al fin y al cabo no somos tan importantes como algunas veces podemos creer, ni sabemos, tanto como creemos.

http://1.bp.blogspot.com/_xyYFMwz4t6g/S7-euKLPDFI/AAAAAAAACkY/ur2Aaiw1zHg/s1600/conciencia+03.jpg

                    ¡Sí, la Galaxia está en Mente y, nuestra Mente, en la Galaxia!

La evolución del Universo que está prescrita por el paso del Tiempo (con la ayuda de la Entropía), es inexorable, y, nosotros, nuestras mentes, que son el ejemplo más claro de la evolución en su más alto grado de la materia, también evoluciona al mismo ritmo que el universo nos marca. De esa manera, el transcurrir de los siglos posibilitan la apertura mental de nuevas ideas y, el conocimiento del mundo, de la Naturaleza, se hace cada vez más patente para nosotros que, al final de toda esta historia, volveremos a fundirnos con todo, en el mismo lugar del que partimos: ¡Las estrellas! allí está nuestro origen y, algo me dice que volveremos a él.

¿Será cuando llegue Andrómeda y le de el beso de amor a la Vía Láctea? La Galaxia Andrómeda se acerca a nosotros a una velocidad escalofriante de 500 Km/s., es tanta la distancia que de ella nos separa (2,3 años-luz) que, tardará 3.000 millones de años en fundirse con la Vía Láctea y, para entonces, ¿quién podrá estar aquí?

emilio silvera

Tenemos que saber ¡Sabremos!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en Descubriendo secretos del Universo    ~    Comentarios Comments (0)

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

 http://3.bp.blogspot.com/-l8bf-mnZt60/VXta5ihXesI/AAAAAAAAFa4/b1bBZ0NmiHg/s640/Plasma%2Bde%2Bquarks%2By%2Bglules%2Ben%2Bposibles%2Bestrellas%2Bde%2Bquarks.jpg

Plasma de quarks-gluones
                                       Plasma de quarks-gluones

Cuando hablamos de “Estrellas de Quarks”,  “Materia Oscura”, “Bosón de Higgs”, “Singularidad”, “vacío”, Supercuerdas”, o,  Teoría de Todo” entre  otros muchos conceptos de física, astrofísica o astronomía no podemos dejar de plantearnos una pregunta: ¿Estará la teoría realmente confirmada o, por el contrario será que los experimentadores han sucumbido bajo la pressión de los teóricos?

En una prestigiosa página de ciencia, en relación al Bosón de Higgs, cuando anunciaron su descubrimiento los del CERN, se planteaba ésta pregunta: ¿El bosón de Higgs descubierto en el LHC es el predicho por el modelo estándar?

La combinación de todos los resultados experimentales disponibles, tanto en el Tevatrón (CDF+DZero) como en el LHC (Atlas+CMS), indica que el bosón escalar con una masa de 125,5 GeV descubierto el 4 de julio es el bosón de Higgs del modelo estándar. Si no lo es y se trata de un “impostor” (yo suelo llamarle un “primo”), la diferencia entre ambos es muy pequeña. La figura que abre esta entrada muestra que el descubrimiento de la nueva partícula tiene 6,9 sigmas de confianza estadística (la banda gris marca ±1 σ). Además, el cociente entre la tasa de producción de  la nueva partícula y la tasa de producción predicha por el modelo estándar es de solo μ = 1,02 ± 0,15, lo que implica un gran acuerdo con el valor predicho μ = 1. El mejor ajuste combinado para la masa del Higgs es m = 125,5 ± 0,54 GeV, como muestra la figura de abajo.

Resultado de imagen de Descubierto el Bosón de HiggsResultado de imagen de Descubierto el Bosón de Higgs

                                                              La predicción teórica se confirmó

En resumen, el ajuste entre la nueva partícula y el bosón de Higgs es muy bueno, luego mientras nadie demuestre lo contrario, se ha descubierto el bosón de Higgs del modelo estándar. Este análisis y las figuras anteriores aparecen en Pier Paolo Giardino, Kristjan Kannike, Martti Raidal, Alessandro Strumia, “Is the resonance at 125 GeV the Higgs boson?,” arXiv:1207.1347, Submitted on 5 Jul 2012. (la fuente en Francis (th)E mule Science’s News).

Hablamos de aproximación y nada es aún seguro, queda mucho trabajo por delante para poder confirmar, asegurando que se trata de hecho, del famoso Bosón de Higgs.  Pero, tal y como están las cosas, la inmensa cantidad de dinero que se ha empleado en el Proyecto, las personas que están implicadas en el mismo… nos llevan a plantearnos otra pregunta: ¿Son esos resultados reales o son simplemente el producto de los buenos deseos? Esto último es lo que aveces sospechan los críticos y los historiadores de la Ciencia. Parece que si la teoría no lo necesita, no existe, mientras que si la teoría lo requiere, todos los experimentadores lo verán rápidamente.

Claro que, este comentario está hecho con el mayor respeto hacia los experimentadores a los que, de partida, no considero sospechosos, pero esas ganas de encontrar algo…te puede llevar a “ver” lo que no hay. Un buen científico debe subestimar más que sobreestimar los resultados y la precisión de los mismos y de manera muy especial si esos resultados resultan ser de tanta importancia. Hasta tal punto lo es en este caso que, el mismísimo Modelo Estándar de la Física de Partículas e interaacciones, está pendiente de dicha confirmación para saber, de dónde procede la masa de las partículas.

Claro que, en este caso, otros experimentos posteriores nos darán las respuestas definitivas que vendrán, a confirmar aquella primera impresión positiva o, por el contrario (como pasó otras veces) delatará un error cometido. En ambos casos, tendremos la verdad y eso, ya es bastante para saber que caminos debemos o no debemos seguir.

En el tema de la materia oscura, nos encontramos también algo confusos y, tenemos experimentos para todos los gustos. Unos dicen que han  detectado materia oscura alrededor de las galaxias y, más tarde, vienen a decir que no, que no era materia oscura y que la observación se había desviado hacia derroteros engañosos. Muchos son los que confiorman la materia oscura y muchos también, los que la niegan.

https://universitam.com/academicos/wp-content/uploads/2012/03/materia-oscura.jpg

Sí, colocamos la materia oscura allí donde la imagen es exótica

Claro que todos  sabemos que “Materia oscura” es la materia hipotética de composición desconocida que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede inferirse a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible, tales como las estrellas o las galaxias, así como en las anisotropías del fondo cósmico de microondas. No se debe confundir la materia oscura con la energía oscura. De acuerdo con las observaciones actuales de estructuras mayores que una galaxia,  así como la cosmología del Big Bang,  la materia oscura constituye la gran mayoría de la masa en el Universo observable. Frits Zwicky la utilizó por primera vez para declarar el fenómeno observado consistente con las observaciones de materia oscura como la velocidad rotacional de las galaxias y las velocidades orbitales de las galaxias en los cúmulos, las lentes gravitacionales de objetos de fondo por los cúmulos de galáxias así como el Cúmulo Bala (1E 0657-56) y la distribución de temperatura de gas caliente en galaxias y cúmulos de galaxias. La materia oscura también juega un papel central en la formación de estructuras y la evolución de galaxias y tiene efectos medibles en la anisotropía de la radiación de fondo de microondas. Todas estas líneas de pruebas sugieren que las galaxias, los cúmulos de galaxias y el Universo como un todo contienen mucha más materia que la que interactúa con la radiación electromagnética: lo restante es llamado “el componente de materia oscura”. Claro que, también todo esas anomalías observadas pudieran ser debidas a una fuerza que no hemos podido observar o descubrir, y, también, a cualquier otro factor desconocido de los que tántos esconde el Universo.

Los físicos proponen un mecanismo que explica el origen tanto de la materia oscura como de la materia ordinaria. Este mapa en 3D muestra la distribución a gran escala de la materia oscura, reconstruida a partir de las mediciones realizadas por el método de las lentes gravitatorias débiles con el Telescopio Espacial Hubble. El campo de visión abarca cerca de nueve veces el tamaño de la Luna llena.

Resultado de imagen de El reparto de materia en nuestro Universo

     Esto es, lo que los cosmólogos estiman

A través de precisas mediciones cosmológicas, los científicos saben que cerca del 4,6% del Universo está compuesto por materia bariónica (átomos normales), aproximadamente el 23% lo forma la materia oscura, y el 72% restante o menos, corresponde a la energía oscura. Los científicos también saben que casi toda la materia bariónica del Universo observable es materia con una carga positiva de bariones, en vez de antimateria, con una carga negativa de bariones. Pero exactamente por qué se llegaron a estas proporciones de materia y energía sigue siendo un misterio.
En un estudio reciente, los físicos han propuesto un nuevo mecanismo que puede generar la asimetría bariónica y la densidad de materia oscura del Universo simultáneamente. La composición de la materia oscura se desconoce, pero puede incluir neutrinos ordinarios y pesados, partículas elementales recientemente postuladas como los WIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas y marrones y los  planetas (colectivamente llamados MACHO) y las nubes de gases no luminosos. Las pruebas actuales favorecen los modelos en que el componente primario de la materia oscura son las nuevas partículas elementales llamadas colectivamente materia oscura no bariónica.
Resultado de imagen de La materia oscura

De la lecturta del último párrafo, uno sale convencido totalmente de que, nadie sabe lo que la “materia oscura” puesa ser. Es como aquel criste que contaban en el que, un cazador que tenía tenblores era el que más pájaros mataba. Uno del grupo, algo mosca, decía: “Claro es que apunta a todos los lados”. De la misma manera, los “expertos, se curan en salud y dicen que la hipotética “matria oscura” pueden ser: ” los WIMPs y los axiones, cuerpos astronómicos como las estrellas enanas y marrones y los  planetas (colectivamente llamados MACHO) y las nubes de gases no luminosos.” y, seguro que me dejo algunop por detrás, ya ue me fantan los neutrinos y los agujeros negros que también, fueron candidatos a “materia oscura”.

Detectado un inmenso vacío en el Universo lejano

En lo que al vacío se refiere, son muchos los conceptos que como vacío está en nuestras bocas y, podemos decir: “Se ha detectado un inmenso vacío en el Universo lejano”. En la página de Astronomía Of The Day de la Nasa, con esa imagen de arriba, nos decían:

“¿Qué ha creado este gigantesco volumen vacío en el Universo? Nadie está aún seguro. Es más: se sigue investigando incluso el tamaño del hueco, estimado en unos millones de años-luz.  El vacío no es un “agujero en el espacio” como podría serlo un agujero negro, sino más bien una inmensa región del Universo en la que al parecer no hay materia normal, o, siquiera, materia oscura. Se cree que el vacío puede contener energía oscura,  sin embargo, y es claramente transparente a la luz.

La existencia de esta zona vacía se postula como posible explicación para la inusuales zonas frías cartografiadas en elmapa de la misión WMAP del fondo cósmico de microondas  (CMB). Una posibilidad es que esta región del fondo cósmico de microondas no esté realmente tan fría,  sino que la luz proveniente de ella haya sufrido, de alguna manera, un desplazamiento cosmolñógico al rojo mayor que el esperado. Se conocen otros vacíos de estas características en el Universo, pero éste parece tener efectos gravitatorios inusualmente grandes, por lo que podría ser el mayor vacío del Universo conocido. En una investigación sobre el tema, un reciente estudio encontró un número extrañamente reducido de fuentes císmicas de radio entre la Tierra y esta zona fría del fondo cósmico de microondas, dato que llevó a inferir la existencia de esta inmensa zona vacía.” Es decir, continuamos dando palos de ciego y, cuando no sabemos, teorizados y emitimos conjeturas e hipótesis que, no siempre, reflejan la realidad.

Es el estado cuántico con la menor energía posible. Generalmente no contiene partículas físicas. El término “Energía del punto cero” es usado ocasionalmente como sinónimo para el vacío cuántico de un determinado campo cuántico.  De acuerdo a lo que se entiende actualmente por vacío cuántico o “estado de vacío”, este “no es desde ningún punto de vista un simple espacio vacío”. , y otra vez: “es un error pensar en cualquier vacío físico como un absoluto espacio vacío.” De acuerdo con la mecánica cuántica, el vacío cuántico no está verdaderamente vacío sino que contiene ondas electromagnéticas fluctuantes y partículas que saltan adentro y fuera de la existencia.

La existencia del cuanto de acción supone, realmente, la desaparición del vacío como tal. La mínima energía posible en el espacio (fluctuaciones cuánticas) deja de ser cero para pasar a depender del inverso de la distancia considerada. A la menor distancia posible (longitud de Planck = 10-35 metros) , se le asocia una energía considerable, equivalente a una masa de 0,00002 gramos, y si mantuviéramos la misma relación, la masa correspondiente a un metro sería del orden de 1,2 x1024 toneladas. Pero la propia existencia del mínimo cuanto de acción – principio de incertidumbre – determina que las fluctuaciones de energía del vacío queden acotadas, y sean cada vez menores conforme aumenta la distancia. Para las distancias macroscópicas, cotidianas para nosotros, son prácticamente nulas.

Después de leer todo lo anterior, tenemos que pensar y hacernos preguntas sobre lo que es y lo que realmente puede ser. Cierto que, no estamos en disposición de discernir entre la verdad y la mentira de todo lo que se dice y, para no estar seguros, no sabemos, con certeza, ni siquiera si el Big Bang existió y fue el origen del Universo, o, por el contrario, el Universo ya estaba aquí, o, se formó de otra manera.

Muchas de las cosas que se nos presentan como ciertas…No lo son, y, sin embargo, ahí perduran en nuestras mentes como si de algo real se tratara y, pasado el tiempo, se descubre que aquello, no era tal como nos lo contaron sino que, se trataba de algo distinto y totalmente opuesto a lo que fue nuestro credo.

Así hemos venido caminando los componentes de este grupo que forma una especie que llamamos humanidad. Somos curiosos y queremos saber sobre todo lo que a nuestro alrededor pasa, saber cómo pasaron las cosas y llegar a comprender el por qué sucedió así y no de otra manera. Pero la ciencia, la única que nos podía dar una respuesta, no es fácil y exige de ciertas reglas que debemos cumplir y, desde luego, no siempre hemos estado preparados para cumplirlas y, la mejor herramienta que hemos tenido ha sido nuestra Mente. Imaginación y pensamientos que nos llevaron a dibujhar en nuestras mentes un “mundo” que no siempre coincide con el mundo pero, de esa manera, hemos avanzado y lo seguimos haciendo.

Bueno, es cierto, y debemos reconocer que aún no sabemos “todo” y, sin embargo, hemos podido llegar a comprender muchas cosas que sí podríamos explicar, todas esas imágenes de arriba y muchas más pueden ser explicadas de manera muy detallada y con abundancia de datos. La Humanidad no está pasara, nunca dejó de moverse y la imaginación que genera sus mentes…evoluciona sin cesar, es una fuente de creación y, aunque sea lentamente (el ritmo lo impone el Universo), vamos sabiendo y, algún día sabremos lo que realmente pueda ser eso que llamamos “materia oscura”, sabremos si el Higgs es el dador de las masas, y podremos comprender sobre el vacío y sus verdaderas propiedades y, además, sabremos sobre otros muchos secretos que el Universo guarda y que, nosotros, humildes humanos, vamos a desvelar.

emilio silvera

RSS de la entrada Comentarios Trackback Suscribirse por correo a los comentarios

Se habla de materia y energía oscura y, sin embargo, nadie sabe a ciencia cierta, lo que es. Es posible que el haber comprobado que el Universo se expande a mayor velocidad cada vez, pueda ser debido a que, la fuerza de Gravedad de un Universo hermano, esté atrayendo la materia del nuestro. Sin embargo, la Incertidumbre reina en este misterioso conflicto. Aquí os dejo un nuevo proyecto en marcha que publica El Diario El País.

El Instrumento Astronómico que medirá la distancia de galaxias lejanas, se ha estrenado en el Telescopio Herschel, en Canarias. El espejo principal de 4,2 metros de diámetro y desde que comenzaron las observaciones sistemáticas de millones de galaxias lejanas. … La cámara PAU va a medir la distancia a muchas galaxias …

 

Galaxia M51, o del remolino, situada a unos 23 millones de años luz de la Tierra, fotografiada con la PAUcam el 6 de junio de 2015. / PAU

 

 

 

A diferencia de las demás energías, la energía oscura no adquiere ninguna de las fuerzas de la naturaleza. No puede ser observada directamente, …

La gran sorpresa que supuso para los científicos el descubrir, hace más de 15 años, que la expansión del universo no se está ralentizando, como se esperaba, sino que se está acelerando, ha merecido ya un premio Nobel de Física, en 2011 (Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt y Adam Riess) por el hallazgo en sí. Pero sigue siendo una incógnita la naturaleza de esa aceleración, llamada energía oscura, que hace que las galaxias se separen unas de otras cada vez más deprisa. Y para atacar el problema expertos en todo el mundo idean y preparan experimentos y observaciones que puedan arrojar luz sobre el fenómeno. El último que se ha estrenado es español: una cámara astronómica especial, denominada PAU,  diseñada y construida en España que acaba de abrir sus ojos por primera vez al cielo, lo que se llama primera luz, y con total satisfacción para sus responsables. Esta instalada en el telescopio William Herschel, de espejo principal de 4,2 metros de diámetro, del Observatorio de El Roque de los Muchachos, en Canarias, y podría proporcionar información científica significativa a partir del año que viene, cuando empiecen las observaciones sistemáticas de millones de galaxias lejanas.

 

 

 

 

 

Lo cierto es que,m aunque se hable mucho de ella, no existe ningún físico que nos pueda decir qué es, la materia oscura. Es algo que se mencionó una vez como posible causa del alejamiento de las galaxioas y, con ésa “materia oscura”, los cosmólogos se quitaron un gran dolor de cabeza de algo que no sabían responder.

 

 

 

 

La cámara PAU instalada en el telescopio Herschel del Observatorio del Roque de los Muchachos. PIC. «

 

La PAU (siglas en inglés de Física del Universo Acelerado), a partir de ahora, “compite y colabora”, como dice el coordinador del proyecto Enrique Fernández, con media docena de instrumentos científicos en el mundo específicos para intentar averiguar qué es la energía oscura. “Cada técnica de observación te aporta parte de la información y cuando combinas la información ves que todo cuadra”, señala Fernández, catedrático de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) e investigador del IFAE (Instituto de Física de Altas Energías). Así que toca competir para ser los primeros en descubrir algo y colaborar a la vez para avanzar en este intrincado problema científico.

“La primera luz ha ido muy bien, hemos tenido cinco noches de observación y ya hemos hecho la puesta a punto de la cámara; en septiembre u octubre tendremos cinco noches más del telescopio para tomar datos”, explica Fernández a EL PAÍS. “Luego, hemos solicitado un centenar de noches en 2016 y 2017 y después del primer año esperamos tener ya resultados relevantes”. El tipo de trabajo que hará la PAU, de rastreo de millones de objetos celestes, exige muchas horas de observación, a diferencia de los estudios que se centran en una galaxia o una estrella concretas, añade el científico.

 

 

El universo a partir del Big Bang está en expansión; las galaxias y los cúmulos de galaxias se alejan unos de otros. Eso se sabe desde hace décadas. Cabía esperar que, a medida que pasa el tiempo, la atracción gravitacional entre galaxias hiciera que esa expansión se fuera haciendo cada vez más lenta, por lo que resultó una enorme sorpresa comprobar, en los años noventa, que en realidad se está acelerando, que las galaxias se están separando unas de otras más rápido que antes.

Como no se comprende, el fenómeno se ha venido a llamar energía oscura y siempre que se habla de ella se recuerda que el sensacional hallazgo puede convertir en certero lo que Einstein consideró su mayor error. En pocas palabras: Einstein pensaba que el universo era estático, pero como la resolución de sus ecuaciones daba un cosmos dinámico el físico alemán introdujo la que llamó Constante Cosmológica para frenarlo. Cuando poco después Edwin Hubble descubrió que las galaxias se alejan unas de otras y que lo hacen a mayor velocidad cuanto más lejos están, resultó que el universo era dinámico, surgió la teoría del Big Bang y Einstein calificó de su “mayor error” esa Constante Cosmológica que lo estabilizaba. Décadas después, al descubrirse al expansión acelerada, se desempolvó dicha constante para intentar explicarla. Básicamente la idea es que la energía oscura es una fuerza repulsiva que domina sobre la fuerza gravitatoria atractiva y que hace que las galaxias se distancien cada vez más deprisa.

Resultado de imagen de La Energía oscura
Cómo en realidad nadie sabe si realmente existe esa energía oscura, en cualquier publicación podemos leer cosas como estas: “Entre las muchas teorías que tratan de explicar la naturaleza de la energía oscura se encuentran la quintaesencia y los campos fantasmas, dos hipótesis formuladas a partir de los datos de satélites como Planck y WMAP. Ahora investigadores de Barcelona y Atenas plantean que ambas posibilidades son solo un espejismo en las observaciones y es el vacío cuántico el que podría estar detrás de esa energía que mueve nuestro universo.”

La energía oscura (según dicen) supone el 68,3% del universo. Pero son teorías, y en ciencia hay que demostrar las cosas con observaciones y experimentos. Lo que ya se sabe es que la energía oscura supone el 68,3% del universo. Ahora nos queda por saber si esa materia oscura existe.

La cámara PAU va a medir la distancia a muchas galaxias determinando el llamado corrimiento al rojo de cada una. Al expandirse el universo, la luz que emiten las galaxias llega a la Tierra desplazada a longitudes de onda mayores que en las que se emitió, es decir, se desplaza hacia la parte roja del espectro electromagnético. “Es el equivalente del cambio de tono de la sirena de una ambulancia cuando se aleja de nosotros”, explican los científicos de la colaboración PAU. “El corrimiento al rojo se mide con técnicas fotométricas, donde se fotografía el mismo objeto celeste múltiples veces a través de filtros de diferentes colores”, continúan. “El innovador diseño de la PAUcam incorpora 40 filtros, mientras que habitualmente son media docena, lo cual permite una precisión sin precedentes en la medida del corrimiento al rojo”, y de ahí la distancia a las galaxias.

Si realmente está ahí, si no emite radiación, ¿como encontrarla?

“La cámara permite hacer estudios amplio y precisos de la expansión del universo”, señala Cristóbal Padilla, investigador del IFAE. “Gracias a los 40 filtros incorporados y su gran campo de visión, la cámara puede conseguir en una sola noche de observación los espectros de luz, de baja resolución, de unos 50.000 objetos celestes de forma simultánea. La PAUcam es pionera en algunos aspectos, tanto en técnicas de observación como en temas puramente tecnológicos”, afirma.

“Para investigar la energía oscura se necesita cubrir mucho volumen, para lo cual se requieren cámaras de gran campo que cubran una gran área en el cielo y que estén instaladas en telescopios con gran poder colector para ir profundo y poder observar a alto corrimiento al rojo (a distancias lejanas)”, explica Francisco Javier Cantander, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC/IEEC) a EL PAIS por correo electrónico desde Lausana (Suiza). Allí participa en una reunión de la futura misión Euclid, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), precisamente dedicada a explorar la energía oscura y podría aprovechar la experiencia de la PAUcam.

No es este proyecto español el único diseñado para afrontar experimentalmente este gran y difícil reto de la cosmología del siglo XXI. Castander cita hasta siete cámaras más instaladas ya en observatorios en Chile, Hawai y Arizona (EEUU). Y otras están en preparación. “Pero ninguna de ellas dispone de un sistema de filtros como el de la PAUcam, que permite obtener corrimientos al rojo fotométricos precisos”, puntualiza Castander. Incluso en una de ellas, la DECcam estadounidense, que lleva ya dos años tomando datos, la aportación del equipo español de PAU ha sido notable: toda la electrónica del instrumento, apunta Fernández.

La cámara española va a permitir medir la distancia con un error relativo de solo un 0,3% para una gran cantidad de galaxias lejanas, destacan los miembros del proyecto en un comunicado.

Resultado de imagen de Básicamente la idea es que la energía oscura es una fuerza repulsiva que domina sobre la fuerza gravitatoria atractiva y que hace que las galaxias se ...
En efecto, podríamos “mirar hacia atrás en el tiempo” a cúmulos distantes y detectar los efectos de la energía oscura?
Básicamente la idea es que la energía oscura es una fuerza repulsiva que domina sobre la fuerza gravitatoria atractiva y que hace que las galaxias se …

 

La PAUcam es pionera en algunos aspectos, tanto en técnicas de observación como en temas puramente tecnológicos”

 

 

Resultado de imagen de La PAUcam es pionera

 

 

“De la energía oscura lo que hacemos es medir su efectos, y eso se hace de varias maneras, como los estudios de supernovas, la estructura a gran escala del universo…. cada técnica te dice algo, de ahí la necesidad de cooperar y competir”, comenta Fernández. “Nosotros vamos a concentrarnos en medir correlaciones entre distribuciones de galaxias a distintas distancias, algo que podemos hacer muy bien”.

La cámara española ha sido diseñada y construida en seis años por especialistas de varias instituciones españolas: IFAE, ICE, el Puerto de Información Científica (PIC), el Ciemat y el Instituto de Física Teórica (IFT-UAM-CSIC). Su coste, en material, asciende a unos tres millones y medio de euros, que sería el doble si se suma el coste de personal de las distintas instituciones que integran el proyecto, señala Fernández. La cámara pesa 270 kilos y destaca su “revolucionaria estructura de fibra de carbono” desarrollada en España, con la indudable ventaja de su reducción de peso, señala la colaboración.

Resultado de imagen de “Ahora tenemos que analizar los datos obtenidos durante la fase de commissioning [ensayos iniciales de funcionamiento]”, explica Castander.

“Ahora tenemos que analizar los datos obtenidos durante la fase de commissioning [ensayos iniciales de funcionamiento]”, explica Castander. “El análisis rápido que hicimos en el observatorio, nos dio la impresión de que no necesitamos más tiempo de prueba; de hecho, conseguimos realizar todos los test y tareas que teníamos programadas más rápido de lo previsto y, en las dos últimas noches, pudimos tomar datos para hacer la verificación científica”, continúa.

Para la fase de posibles descubrimientos científicos habrá que esperar un poco.