Si contáramos una sinapsis cada segundo, tardaríamos 32 millones de años en hacer el recuento. Si consideramos el número posible de circuitos neuronales, tenemos que habérnosla con cifras hiperastronómicas: 10 seguido de al menos un millón de ceros (En comparación con el número de partículas del universo conocido asciende a “tan sólo” 10⁷⁹ es decir, es el número conocido como N_Edd(Número de Eddintong) que es:

15.747.724.136.275.002.577.605.653.961.181.555.468.044.717914.527.116.709.366.231.425.o76185.631.031.296 de protones y el mismo número de electrones, fue calculado por Arthur Eddintong allá por la década de 1920. Pues bien, esa descomunal cifra, se queda muy corta si la comparamos con las conexiones de nuestro cerebro. De ahí viene lo que decimos de que, “nuestros cerebros son las máquinas más complejas del Universo”. Y, desde luego, el comentario no está lejos de ser cierto.

¿Sabremos alguna vez lo que es la Mente?

 

La luz se mueve tan rápidamente que nuestra experiencia cotidiana no nos induce a pensar que el valor de su velocidad pueda ser finito. Es comprensible, por tanto, que los científicos creyesen (o incluso diesen por sentado) hasta el siglo XVII que la luz se transmitía de forma instantánea.

 

 

La luz la podemos ver de muchas maneras, y, los rayos son una forma de radiación electromagnética que se forman con las tormentas. Los rayos son el elemento más espectacular de una tormenta eléctrica. Por otra parte, también la materia que resulta ser energía, y, cualquier clase de materia, en las debidas circunstancias puede emitir luz, es decir, emite cuantos de luz: fotones que es la manera de expresarse de la materia bariónica que es la que podemos ver y forman las estrellas, las galaxias y también a nosotros los seres vivos “inteligentes”.

 

¡La Velocidad de la Luz!

Hablemos de las Nebulosas:

 

¿Quién sabe como podría ser aquella Nebulosa de la que surgió el Sistema Solar? ¿Sería como ésta que llaman, por su configuración, del Capullo? Algunas veces me da que pensar nuestra presencia aquí, en el planeta Tierra y, con la imaginación, viajo hacia muy atrás en el tiempo, “veo” una estrella masiva que, llegado al final de su ciclo en la secuencia principal, expulsa sus capas exteriores de materia al espacio interestelar que, en ese momento, ha sido sembrado del gas y el polvo del que, millones, o miles de millones de años más tarde, surgiría nuestro Sistema Solar.

Las Nebulosas, esas nubes de gas y polvo que abarcan extensiones de años -luz y que pueblan el cielo. Son en realidad, criaderos de estrellas y de sistemas planetarios. De una de ellas, hace ya de eso miles de millones de años, surgió nuestro propio Sistema Solar. Es curioso constatar que fueron dos filósofos,Immanuel Kant y pocos años más tarde Pierre Simon de Laplace, los que por primera vez expusieron en sendos libros, una teoría sobre el nacimiento del sistema solar y, aunque sus teorías no fueran perfectas y adolecieran de visibles carencias (vistas en perspectiva retrógrada desde esta ), no deja de llamar la atención que, filósofos y no astrónomos, pusieran su mirada en el amanecer del sistema al que pertenecemos.

 

                                          Descartes denominó a las galaxias como “Universos Islas”

Bueno, si queremos ser precisos, René Descartes (1596-1650) fue el primero en intentar buscar una explicación científica, en el sentido moderno. Le siguió el naturalista Buffon (1707-1788) propuso la primera teoría catastrofistade la formación del Sistema Solar. La llamada teoría de las Mareas. Buffon sugirió que el Sistema Solar surgió de la eyección de materia solar tras el choque del Sol con un cometa hace 70.000 años.

Si continuamos profundizando, siempre nos encontraremos con algún que otro pensamiento que nos lleve a querer desvelar ese principio del conjunto planetario al que pertenecemos, ningún gran descubrimiento ha nacido por generación expontánea y, casi siempre, ha sido fruto del enlace de muchas ideas que, con el tiempo, se fueron perfeccionando.

 

                        Rosetta. Ese es el de esta Nebulosa situada a 5.500 años-luz de nosotros

Aunque ya en épocas en que se confundían con las galaxias los astrónomos griegos anotaron en sus catálogos la existencia de algunas nebulosas, las primeras ordenaciones exhaustivas se realizaron a finales del siglo XVIII, de la mano del francés Charles Messier y del británico William F. Herschel.

En el siglo XX, el perfeccionamiento de las técnicas de observación y la utilización de dispositivos de detección de ondas de radio y rayos X de procedencia no terrestre completaron un detallado cuadro de Nebulosas, claramente diferenciadas en origen y características de las galaxias y los cúmulos de estrellas, lo que hizo posible estudiar sus propiedades de sistemática. En la Tabla de Objetos Messier, existen clasificadas muchas de ellas, y, entre las más conocidas podríamos citar a las siguientes:

 

                                                     Nebulosa del Cangrejo en Tauro

                                          Nebulosa de la Laguna en Sagitario

Nebulosa Trífida en Sagitario

La nebulosa Dumbbell (también conocida como Objeto Messier 27, M27 o NGC 6853) es una nebulosa planetaria en la constelación de Vulpecula a una distancia de 1250 aós luz

 

                                                        La Gran Nebulosa de Orión en Orión

 

                           Nebulosa planetaria “del Búho” en Osa Mayor

                                             

                                                            Nebulosa de la Cabeza de Caballo

                                   Nebulosa Norteamericana en la Constelación del Cisne.

Esta es la Nebulosa de La Gaviota que abarca 100 años-luz de espacio y se encuentra situada a 3.800 años-luz de la Tierra

Existen casi 4 000 nubes de este sólo en nuestra Galaxia,y cada una tiene una masa que oscila entre 100 000 y 200 000 masas solares. El Hidrógeno y el Helio presentes en las Nebulosas existen desde el principio del Universo. Los elementos más pesados, como el Carbono, Oxígeno, Nitrógeno y Azufre, de más reciente formación, proceden de transmutaciones estelares que tienen lugar en el interior de las estrellas.

Y, como sería interminable el reseñar aquí todas la Nebulosas existentes en el cielo, sólo nos limitamos a dejar una reseña de varias de ellas de entre un inmenso de variadas Nebulosas que pueblan el Universo. Lo que es ineludible por ser el objetivo principal de divulgar el conocimiento de la Astronomía, al tratar sobre Nebulosas, es explicar lo que una Nebulosa es, y, las clases o variedades más importantes que de ellas existen, así que, sin más preámbulo pasamos a exponer lo que son estos objetos del cielo.

 

La conocida como Nebulosa de la Tarántula que ocupa mil años-luz de espacio y está muy próxima, sólo 1.500 a.l. nos separan de esta araña cósmica. Ahí a la derecha de la imagen, podemos contemplar un cúmulo de estrellas masivas que resaltan azuladas en toda la región que ocupan al haber ionizado el material circundante con sus energéticas radiaciones ultravioletas.

En realidad, ¿qué es una nebulosa?

Se llama Nebulosa a una nube de gas y polvo situada en el espacio. El término se aplicaba originalmente a cualquier objeto con apariencia telescópica borrosa, pero con la llegada de instrumentos más potentes Tecnológicamente hablando, se descubrió que muchas nebulosas estaban en realidad formadas por estrellas débiles. En 1864, W. Huggins descubrió que las verdaderas nebulosas podían distinguirse de aquellas compuestas de estrellas analizando sus espectros.

En la actualidad, en término Nebulosa significa nebulosa gaseosa. El término nebulosa extragaláctica, utilizado originalmente para describir galaxias es obsoleto. Existen tres tipos principales de nebulosas gaseosas:

 

1. Las Nebulosas de emisión, que brillan con luz propia.
2. Las Nebulosas de reflexión, que reflejan la luz de fuentes brillantes próximas estrellas.
3. Las nebulosas oscuras (o nebulosas de absorción), que aparecen oscuras frente a un fondo más brillante.

Este amplio esquema de clasificación ha sido extendido sobre todas las longitudes de onda, dando lugar a términos nebulosas de reflexión infrarroja. Las nebulosas de emisión incluyen a las nebulosas difusas o regiones H II situadas alrededor de las estrellas jóvenes, las nebulosas planetarias que se hallan alrededor de las estrellas viejas y los remanentes de supernovas.

 

Todas estas Nebulosas que podemos ver para nuestro regocijo y asombro, están en nuestra Vía Láctea, una Galaxia entre cien millones más que, contiene todo aquello que en el Universo pueda existir, ya que, al fin y al cabo, ¿qué es una galaxia sino un universo en miniatura? Y, entre las muchas maravillas que la Galaxia contiene, también exhibe un variado de Nebulosas que podemos admirar como las siguientes:

NEBULOSA BIPOLAR

Nube de gas con dos lóbulos principales que están situados simétricamente a cada lado de una estrella central. Esta bipolar se debe a la eyección de material por la estrella en direcciones opuestas. En algunos casos el material que fluye escapa a lo largo del eje de rotación de un denso disco de material que rodea a la estrella, y que la puede oscurecer completamente en longitudes de onda óptica. Las Nebulosas bipolares pueden ser producidas por el flujo de materia procedente de estrellas muy jóvenes o muy viejas.

NEBULOSA BRILLANTE

NGC 6302 una Nebulosa brillante que tiene una temperatura superficial de aproximadamente 250 mil grados centígrados debido a que su estrella central, en exceso caliente, hace de nebulosa planetaria peculiar, una muy brillante conglomeración de gas y polvo. El telescopio Espacial Hubble captó esta bella imagen nosotros.

Nube luminosa de gas y polvo interestelar. El término incluye a las nebulosas de emisión, en las que el gas brilla con luz propia; y las nebulosas de reflexión en las que el gas y el polvo reflejan la luz de las estrellas cercanas.

NEBULOSAS DE ABSORCIÓN – NEBULOSA OSCURA

 

 

Nube de gas y polvo interestelar que absorbe la luz que incide sobre ella detrás, de manera que parece negra frente a un fondo más brillante. La luz absorbida calienta las partículas de polvo, las cuales rerradian parte de esa energía en forma de radiación infrarroja. Parte de la luz del fondo no es absorbida, sino que es difundida o redirigida. La Nebulosa de la Cabeza del Caballo en Orión es una famosa nebulosa oscura; otro ejemplo es el Saco de Carbón, cerca de Cruz que oculta parte de la Vía Láctea.

NEBULOSA DE EMISIÓN

Nube luminosa de Gas y polvo en el espacio que brilla con luz propia. La luz ser generada de varias maneras. Usualmente el gas brilla porque está expuesto a una fuente de radiación ultravioleta; algunos ejemplos son las regiones H II y las Nebulosas planetarias, que son ionizadas por estrellas centrales.

El gas también brillar porque se ionizó en una colisión violenta con otra nube de gas, como en los objetos Herbig-Haro. Finalmente, de la luz de los remanentes de supernovas como la Nebulosa del Cangrejo está producida por el proceso de radiación sincrotón, en el que las partículas cargadas se mueven en espiral alrededor de un campo magnético Interestelar.

NEBULOSA DE REFLEXIÓN

 

 

Al igual que las otras, es una nube de gas y polvo interestelar que brilla porque refleja o difunde la luz de estrellas cercanas. La luz procedente de una nebulosa de reflexión tiene las mismas líneas espectrales que la luz estelar que refleja, aunque es normalmente más azul y puede estar polarizada. Las nebulosas de reflexión aparecen a menudo junto a las nebulosas de emisión en las regiones de formación estelar reciente. El Cúmulo de las Pléyades está rodeado por una nebulosa de reflexión.

NEBULOSA DIFUSA

 

Otra nube de gas y polvo interestelar que brilla debido al efecto sobre ella de la radiación ultravioleta procedentes de las estrellas cercanas. En la actualidad se recomienda el uso del términoRegión H II para referirse a este de nebulosas. El calificativo de “difuso” data de la época en la que las nebulosas eran clasificadas de acuerdo a su apariencia en el óptico. Una nebulosa difusa era una que mantenía su aspecto borroso incluso cuando se observaba aumentada a través de un gran telescopio, en contraposición a aquellas que podían ser resueltas en estrellas. Esta de arriba es la Gran Nebulosa Carina, inmensa nebulosa difusa más grande que la famosa Nebulosa de Orión.

NEBULOSA FILAMENTARIA

 

Grupo de nubes de gas y polvo alargadas con una estructura en de finos hilos vista desde la Tierra. Muchas estructuras filamentarias pueden realmente ser hojas vistas de perfil, en vez de hilos. Las nebulosas filamentarias más conocidas como la Nebulosa del Velo, son remanentes de supernova. Aunque estos remanentes tienen temperaturas de 10 000 K, son en realidad las partes más frías del remanente, pudiendo alcanzar otras partes de ella temperaturas superiores a 1.000.000 K.

NEBULOSA PLANETARIA

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Dentro de 150 años podríamos publicar una foto similar y decir:

Es la primera persona que alcanza los 158 años de edad y aparenta 50, se logró ralentizar el envejecimiento gracias a descubrimientos en genética, ya han quedado atrás aquellos factores que ahora, en el año 2.175 han desaparecido, tales como:

Aquellas afecciones más comunes de la vejez cabe citar la pérdida de audición, las cataratas y los errores de refracción, los dolores de espalda y cuello, la osteoartritis, las neumopatías obstructivas crónicas, la diabetes, la depresión y la demencia y otras ya desterradas casi por completo.

El Nuevo Acelerador de Partículas Albert Einstein, utilizando energías de 10¹⁹ GeV, ha logrado llegar hasta las cuerdas vibrantes de la Teoría, verificando así, cerca de 200 años más ta5rde, la dichosa teoría de Ed. Witten y otros antes y después que el. Ya sabemos realmente cuales son los componentes primigenios de la materia.

 

La Nave Aurora (que partió de la Tierra hace 9 días),  llega al planeta Próxima b utilizando el Hiperespacio (una manera de doblar el Espacio acortando las distancias entre regiones muy lejanas), de tal manera que se logra burlar esa imposibilidad de alcanzar la velocidad de la luz (no de vencerla), y, por fin se podrá explorar esas regiones antes fuera de nuestro alcance.

 

Hoy, día 11 de enero de 2.175, se celebra el 40 aniversario de la publicación de la nueva Teoría de la Gravedad Cuántica que, las nuevas máquinas de computación cuántica pudieron confirmar que dicha teoría estaba subyacente en la Teoría de cuerdas. 

El Modelo Estándar de la Física de Partículas está completo, ya operan en el las cuatro fuerzas fundamentales, y, cuando se juntan las Teorías de Planck y de Einstein… ¡No apareen los dichosos infinitos!

 

Hace ahora un años que se logró perforar la superficie de Europa, y, para el asombro de todos, se captaron imágenes con un robot sumergido, de asombrosos animales, algunos de inmensas proporciones. Todavía quedan muchos secretos por descubrir en aquel pequeño “mundo”.

                                         Finalmente ese primer contacto se producirá

Hace ya más de 50 años que se pudo descartas la existencia de la “materia oscura”, confundida con la sustancia primigenia original en el Universo, gracias a la cual se pudieron formar las galaxias. Se pudo verificar que el movimiento anómalo de las galaxias era debido a la atracción gravitatoria que un universo vecino ejerce sobre el nuestro, al igual que el nuestro la ejerce sobre aquel.

 

Llegan a su fin las reuniones de los Presidentes de todos los Gobiernos del Mundo, las señales recibidas desde un mundo lejano (por fin verificadas que provienen de seres inteligentes por sus mensajes matemáticos (no importa los signos que puedan utilizar “ellos”, finalmente el resultado de sumar 2 + 2 = 4.

 

No sabemos como serán y qué intenciones tendrán, lo mejor es prevenir mejor que curar. La votación para elegir a un Presidente mundial dará comienzo el próximo día 7 de enero de 2.175. Se impone la necesidad de unificar criterios para poder hacer frente a lo que se avecina.

Así podríamos continuar formulando cientos de preguntas como: ¿Qué maravillas tendremos dentro de 150 años? ¿Qué adelantos científicos se habrán alcanzado? ¿Qué planetas habremos colonizado? ¿Habrá sucedido ya ese primer contacto del que tanto hablamos? ¿Cuántas “Tierras” habrán sido encontradas? ¿Qué ordenadores utilizaremos? ¿Será un hecho cotidiano el viaje espacial tripulado? ¿Estaremos explotando las reservas energéticas de Titán? ¿Qué habrá pasado con la Teoría de Cuerdas? Y, ¿Habrá, por fin aparecido la dichosa materia oscura? Haciendo todas estas preguntas de lo que será o podrá ser, nos viene a la memoria todo lo que fue y que nos posibilita hacer estas preguntas.

Una cosa nos debe quedar bien clara, nada dentro de 150 años será lo mismo que ahora. Todo habrá cambiado en los distintos ámbitos de nuestras vidas y, a excepción del Amor y los sentimientos que sentiremos de la misma manera (creo), todo lo demás, habrá dado lugar a nuevas situaciones, nuevas formas de vida, nuevas sociedades, nuevas maneras y, podríamos decir que una Humanidad nueva, con otra visión y otras perspectivas.

Nuevas maneras de sondear la Naturaleza y desvelar los secretos. Son muchas las cosas que no sabemos

Pero echemos una mirada al pasado. Dejando a un lado a los primeros pensadores y filósofos, como Tales, Demócrito, Empédocles, Ptolomeo, Copérnico, Galileo, Kepler y otros muchos de tiempos pasados, tenemos que atender a lo siguiente:

Nuestra Física actual está regida y dominada por dos explosiones cegadoras ocurridas en el pasado: Una fue aquel artículo de 8 páginas que escribiera Max Planck, en ese corto trabajo dejó sentados los parámetros que rigen la Ley de la distribución de la energía radiada por un cuerpo negro. Introdujo en física el concepto novedoso de que la energía es una cantidad que es radiada por un cuerpo en pequeños paquetes discretos, en vez de en una emisión continua. Estos pequeños paquetes se conocieron como cuantos y la ley formulada es la base de la teoría cuántica.

En amigo físico me decía: cuando escribo un libro, procuro no poner ecuaciones, cada una de ellas me quita diez lectores. Siguiendo el ejemplo, procuro hacer lo mismo (aunque no siempre es posible) pero, en esta ocasión dejaremos el desarrollo de la energía de Planck del que tantas veces se habló aquí, y, ponernos ahora a dilucidar ecuaciones no parece lo más entretenido, aunque el lenguaje de la ciencia, no pocas veces es el de los números. Mira abajo sino es así.

¿Son tantas!

En cualquier evento de Ciencia, ahí aparecen esos galimatías de los números y letras que pocos pueden comprender, dicen que es el lenguaje que se debe utilizar cuando las palabras no pueden expresar lo que se quiere decir. Y, lo cierto es que, así resulta ser.

Después de lo de Planck y su radiación de cuerpo negro, cinco años más tarde, irrumpió en escena otra  revolución de la Física se produjo en 1.905, cuando Albert Einstein con su relatividad especial nos dio un golpecito  en nuestras cabezas para despertar en ellas nuestra comprensión de las leyes que gobiernan el Universo.

Nos dijo que la velocidad de la luz es la máxima alcanzable en nuestro universo, que la masa y la energía son la misma cosa, que si se viaja a velocidades cercanas a la de la luz, el tiempo se ralentiza pero, el cuerpo aumentará su masa y se contraerá en el sentido de la misma…Y, todo eso, ha sido una y mil veces comprobado. Sin embargo, muchas son las pruebas que se realizan para descubrir los fallos de la teoría, veamos una:

Los científicos que estudian la radiación gamma de una explosión de rayos lejanos han encontrado que la velocidad de la luz no varía con la longitud de onda hasta escalas de distancia por debajo de la longitud de Planck. Ellos dicen que esto desfavorece a algunas teorías de la gravedad cuántica que postulan la violación de la invariancia de Lorentz.

La invariancia de Lorentz se estipula que las leyes de la física son las mismas para todos los observadores, independientemente de dónde se encuentren en el universo. Einstein utilizó este principio como un postulado de la relatividad especial, en el supuesto de que la velocidad de la luz en el vacío, no depende de que se esté midiendo, siempre y cuando la persona esté en un sistema inercial de referencia. En más de 100 años la invariancia de Lorentz nunca ha sido insuficiente.

Interferómetro de Michelson

Sin embargo, los físicos siguen sometiendo a pruebas cada vez más rigurosas, incluyendo versiones modernas del famoso experimento con el  interferómetro de Michelson y Morley. Esta dedicación a la precisión se explica principalmente por el deseo de los físicos para unir la mecánica cuántica con la relatividad general, dado que algunas teorías de la gravedad cuántica (incluyendo la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles) implica que la invariancia Lorentz podría romperse. Granot y sus colegas estudiaron la radiación de una explosión de rayos gamma (asociada con una explosión de gran energía en una galaxia distante) que fue descubierto por la NASA Fermi Gamma-Ray Space Telescope, el 10 de mayo de este año. Se analizó la radiación en diferentes longitudes de onda para ver si había indicios de que los fotones con energías diferentes llegaron a los detectores de Fermi en diferentes momentos.

En múltiples trabajos publicados se habían considerado problemas en los que dos acontecimientos (eventos) que no ocurrían simultáneamente (al mismo tiempo) para un observador eran simultáneos para otro, o problemas en los que dos acontecimientos diferentes tenían lugar en la misma posición para uno de los observadores, lo cual nos permitía hacer una simplificación del tipo t = t’ o una simplificación del tipo x = x’. Pero hay acontecimientos que no ocurren al mismo tiempo para dos observadores distintos y que tampoco se repiten en el mismo lugar en ninguna de las coordenadas espaciales. Sobre este tipo de acontecimientos aún podemos llevar a cabo un análisis definiendo matemáticamente una “distancia” entre dichos acontecimientos que incluya en una sola definición las diferencias de tiempo (temporales) y las diferencias de posición (espaciales). Las transformaciones de Lorentz se utilizan como herramienta poderosa para 5resolver problemas.

Tal difusión de los tiempos de llegada parece indicar que la invariancia Lorentz efectivamente había sido violada, es decir que la velocidad de la luz en el vacío depende de la energía de la luz y no es una constante universal. Cualquier dependencia de la energía sería mínima, pero aún podría resultar en una diferencia mensurable en los tiempos de llegada de fotones debido a los miles de millones de años luz de a la que se encuentran las explosiones de rayos gamma.

De la calidad de Einstein como persona nos habla un detalle: Cuando el Presidente Chaim Weizmann de Israel murió en 1952, a Einstein se le ofreció la presidencia, pero se negó, diciendo que no tenía “ni la habilidad natural ni la experiancia para tratar con seres humanos.” Luego escribió que se sentía muy honrado por el ofrecimiento del estado de Israel, pero a la vez triste y avergonzado de no poder aceptarla.

Pero sigamos con la segunda revolución de su teoría que se dio en dos pasos: 1905 la teoría de la relatividad especial y en 1.915, diez años después, la teoría de la relatividad general que varió por completo el concepto del Cosmos y nos llevó a conocer de manera más profunda y exacta la Gravedad de Newton.

      Einstein nos decía que el espacio se curva en presencia de grandes masas

En la Teoría Especial de la Relatividad, Einstein se refirió a sistemas de referencias inerciales (no acelerados). Asume que las leyes de la física son idénticas en todos los sistemas de referencia y que la velocidad de la luz en el vacío, c, es constante en el todo el Universo y es independiente de la velocidad del observador.

La teoría desarrolla un sistema de matemáticas con el fin de reconciliar estas afirmaciones en aparente conflicto. Una de las conclusiones de la teoría es que la masa de un cuerpo, aumenta con la velocidad (hay una ecuación que así lo demuestra), y, tal hecho, ha sido sobradamente comprobado en los aceleradores de partículas donde un muón, ha aumentado más de diez veces su masa al circular a velocidades cercanas a la de la luz. Y el muón que tiene una vida de dos millonésimas de segundo, además, al desplazarse a velocidades relativistas, también ven incrementado el tiempo de sus vidas.

El LHC es un esfuerzo internacional, donde participan alrededor de siete mil físicos de 80 países. Consta de un túnel en forma de anillo, con dimensiones interiores parecidas a las del metro subterráneo de la Ciudad de México, y una circunferencia de 27 kilómetros. Está ubicado entre las fronteras de Francia y Suiza, cerca de la ciudad de Ginebra, a profundidades que van entre los 60 y los 120 metros debido a que una parte se encuentra bajo las montañas del Jura

Einstein también concluyó que si un cuerpo pierde una energía L, su masa disminuye en L/c2. Einstein generalizó esta conclusión al importante postulado de que la masa de un cuerpo es una medida de su contenido en energía, de acuerdo con la ecuación m=E/c2 ( o la más popular E=mc2).

Otras de las conclusiones de la teoría de Einstein en su modelo especial, está en el hecho de que para quien viaje a velocidades cercanas a c (la velocidad de la luz en el vacío), el tiempo transcurrirá más lento. Dicha afirmación también ha sido experimentalmente comprobada.

Todos estos conceptos, por nuevos y revolucionarios, no fueron aceptados por las buenas y en un primer momento, algunos físicos no estaban preparados para comprender cambios tan radicales que barrían de un plumazo, conceptos largamente arraigados.

       Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas

Fue Max Planck, el Editor de la Revista que publicó el artículo de Albert Einstein, quien al leerlo se dió cuenta de la enorme importancia de lo que allí se decía. A partir de aquel momento, se convirtió en su valedor, y, en verdad, Einstein, reconoció públicamente tal ayuda.

En la segunda parte de su teoría, la Relatividad General, Einstein concluyó que el espacio y el tiempo están distorsionados por la materia y la energía, y que esta distorsión es la responsable de la gravedad que nos mantiene en la superficie de la Tierra, la misma que mantiene unidos los planetas del Sistema Solar girando alrededor del Sol y, también la que hace posible la existencia de las Galaxias.

    ¡La Gravedad! Siempre está presente e incide en los comportamientos de la materia

Nos dio un conjunto de ecuaciones a partir de los cuales se puede deducir la distorsión del tiempo y del espacio alrededor de objetos cósmicos que pueblan el Universo y que crear esta distorsión en función de su masa. Se han cumplido 100 años desde entonces y miles de físicos han tratado de extraer las predicciones encerradas en las ecuaciones de Einstein (sin olvidar a Riemann ) sobre la distorsión del espacio-tiempo.

Un agujero negro es lo definitivo en distorsión espaciotemporal, según las ecuaciones de Einstein: está hecho única y exclusivamente a partir de dicha distorsión. Su enorme distorsión está causada por una inmensa cantidad de energía compactada: energía que reside no en la materia, sino en la propia distorsión. La distorsión genera más distorsión sin la ayuda de la materia. Esta es la esencia del agujero negro.

No deja de crecer al engullir la materia circundante,  su diámetro se hice mucho más grande

Si tuviéramos un agujero negro del tamaño de la calabaza más grande del mundo, de unos 10 metros de circunferencia, entonces conociendo las leyes de la geometría de Euclides se podría esperar que su diámetro fuera de 10 m.: л = 3,14159…, o aproximadamente 3 metros. Pero el diámetro del agujero es mucho mayor que 3 metros, quizá algo más próximo a 300 metros. ¿ Cómo puede ser esto ? Muy simple: las leyes de Euclides fallan en espacios muy distorsionados.

Con esta teoría de la Relatividad General, entre otros pasos importantes, está el hecho de que dió lugar al nacimiento de la Cosmología que, de alguna manera, era como mirar con nueva visión a lo que l Universo podía significar, Después de Einstein, el Universo no fue el mismo.

El análisis de la Gravitación que aquí quedó plasmado interpreta el Universo como un continuo espacio-tiempo de cuatro dimensiones en el el que la presencia de una masa (como decía antes) curva el espacio para crear un campo gravitacional.

De la veracidad y comprobación de las predicciones de ésta segunda parte de la Teoría Relativista, tampoco, a estas alturas cabe duda alguna, y, lo más curioso del caso es que, después de casi un siglo (1.915), aún los físicos están sacando partido de las ecuaciones de campo de la teoría relativista en su versión general o de la Gravedad.

Tan importante es el trabajo de Einstein que, en las nuevas teorías, en las más avanzadas, como la Teoría M (que engloba las cinco versiones de la Teoría de Cuerdas), cuando la están desarrollando, como por arte de magía y sin que nadie las llame, surgen, emergen, las ecuaciones de Einstein de la Relatividad General.

Emilio Silvera Vázquez

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                                 Un modelo matemático nos dice que es factible viajar en el Tiempo

He creído que no estaría mal hacer un viaje al pasado para asomarnos a los acontecimientos que tuvieron lugar para que, ahora, estemos nosotros aquí. Al buscar cómo lo podría hacer para que fuese reducido y didáctico, caí en la cuenta de que, en el Libro de Timothy Ferris, La Aventura del Universo, al final, viene una recopilación de los hechos del pasado a partir del Comienzo del Tiempo, es decir, cuando tuvo lugar el Big Bang.

Así que, creyéndolo de interés aquí lo dejo, con algunas imágenes, un repaso, y, una serie de datos que han sido acumulados (unos atienden a hechos reales y otros, son el fruto de teorías derivadas del estudio y la observación) para formar parte del saber científico que atesoramos.

La fecha (el Tiempo) y los acontecimientos notables que en cada período de produjeron

Antes del Tiempo Cero

– En el momento cero: Origen del Tiempo, el espacio y la energía del universo que conocemos.

– 10^-43 de segundo GCT (Después del Comienzo del Tiempo): Fin de la época de Planck; la radiación gravitatoria sale del equilibrio térmico con el resto del Universo.

– 10^-34 de segundo: El universo, en un estado de vacío, empieza a “inflarse”, esto es, expandirse a una tasa exponencial de unas 10⁵⁰ veces la tasa actual de expansión.

– 10^-30 de segundo: Termina la época inflacionaria; las partículas se arrojan fuera del vacío.

– 10^-11 de segundo: La transición de fase de la ruptura de la simetría escinde la fuerza electro-débil en la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear débil.

– 10^-6 – 10^-5 de segundo: Los Quarks y anti-quarks cesan su aniquilación mutua. Los supervivientes se unen en tríos para formar protones y neutrones, los componentes de todos los futuros núcleos atómicos.

– 10^-4 de segundo: El Universo tiene 1/10.000 de segundo de antigüedad. La constante captura de electrones y positrones convierte los neutrones en protones y a la inversa. Como se requiere un poco más de energía para hacer neutrones que protones, el proceso deja el universo con cincuenta veces más protones que neutrones.

-10^-2 de segundo: Partículas de materia y de energía interaccionan en equilibrio térmico.

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– 325 d. C.: Eusebio, que presidió el Concilio de Nicea convocado por el Emperador Constantino, calcula que el mundo fue creado 3.184 años antes del nacimiento de Abraham.

– 400: Comienza la Edad Media; en Occidente, la Ciencia queda aletargada.

– 455: Los vándalos saquean Roma.

– 963: Al-Sufi, en su Libro de las estrellas fijas, menciona las nebulosas.

– 1001: Levi Eriksson llega a Nueva Inglaterra.

– 1276-1292: Marco Polo vive en Hangzhou.

– 1400: El Renacimiento comienza en Europa.

-1492: Colón (re) descubre América.

– 1521: Cortés conquista Tenochtitlan.

– 1522: Los supervivientes de la expedición final de Magallanes completan la circunnavegación del Globo Terrestre.

– 1531: Pizarro llega a Perú.

– 1543: Se publica sobre Las revoluciones de Copérnico.

– 1572: Tycho Brahe ve una nova (o “estrella nueva”) en el cielo, prueba en contra de la teoría de Aristóteles de que el ámbito de las estrellas es inmutable y, por lo tanto, diferente del de la Tierra.

– 1576: Thomas Digges publica en Inglaterra una defensa de la cosmología copernicana, en la que describe las estrellas como distribuidas a través del espacio infinito.

– 1604: Galileo conjetura que los cuerpos caen con un movimiento uniformemente acelerado, anunciando de este modo la primera de las leyes de la dinámica clásica. Kepler y Galileo observan una supernova.

– 1609: Galileo observa, por primera vez, el cielo nocturno a través de un telescopio.

– 1611: Se publica la edición de la Biblia del rey Jaime, que contiene un cálculo de james Ussher, obispo de Armagh, según el cual “el comienzo del tiempo…cae a principios de la noche que precedió al día 23 de octubre del año 4004 a.C”.

– 1616: La Iglesia católica romana prohíbe todos los libros que sostengan que la Tierra se mueve.

– 1639: El tránsito de Venus es observado por dos astrónomos aficionados ingleses.

– 1662: La Royal Society de Londres obtiene la cédula real.

– 1665-1666: Isaac Newton, de veintitrés años de edad, al volver de la universidad, comprende que la fuerza gravitatoria obedece a una leu de la inversa del cuadrado y explica por igual la caída de los cuerpos en la Tierra y el movimiento de la Luna en su órbita.

– 1666: Newton observa el espectro que produce la luz solar cuando se hace pasar por un prisma.

– 1672: La oposición de Marte, observada entre otros por Richer en Cheyenne y Cassini en Paris, lleva a estimar la distancia de la Tierra al Sol en una cifra comprendida entre los 130 y 140 millones de kilómetros, que representa el 90 por ciento del valor correcto.

– 1675: Olaf Römer determina, a partir del estudio de los satélites de Júpiter, que la luz tiene una velocidad finita.

– 1684: Edmond Halley visita a Newton en el Trinity College, y da nueva vida a la investigación que condujo a Newton a escribir los Principia.

– 1686: Bernard de Fontanelle, en sus Entretiens sur la Pluralité des Mondes, populariza la idea de que el universo contiene muchos mundos habitados.

– 1687: Se publica los Principia de Newton.

– 1716: Halley insta a que se observe y se tome el tiempo del futuro tránsito de Venus a fin de triangular las distancias interplanetarias.

– 1718: Halley descubre que las estrellas brillantes Sirio, Aldebarán, Betelgeuse y Arcturus han cambiado de posición en el cielo desde que se compiló el Almagesto de Tolomeo, primera prueba del “movimiento propio” de las estrellas.

– 1719: John Strachey publica notas en Inglaterra sobre los estratos de la región carbonífera de Somerset, primer paso para la creación de la geología como ciencia.

– 1728: James Bradley descubre la aberración de la luz estelar producida por el movimiento de la Tierra.

– 1750-1784: El Astrónomo aficionado francés Charles Messier cataloga decenas de objetos celestes indefinidos que podían ser tomados erróneamente por cometas; muchas resultarán ser cúmulos estelares y nubes de gas interestelares; otros, galaxias externas.

– 1755: Kant conjetura que las nebulosas espirales son galaxias de estrellas.

– 1761-1769: Los tránsitos de Venus observados por expediciones científicas muy dispersas permitieron nuevas determinaciones de la distancia de la Tierra al Sol, la “unidad astronómica”.

– 1765: La Junta Inglesa de la Longitud reconoció a John Harrison como el creador del cronómetro marino, que hizo posible llevar el tiempo con exactitud y determinar la longitud en el mar.

– 1766: Henry Cavendisch identifica el hidrógeno, el elemento más abundante del universo.

– 1781: William Herschel descubre el planeta Urano.

– 1783: Herschel infiere la dirección genral del movimiento del sistema solar en el espacio estudiando el movimiento propio de trece estrellas brillantes.

– 1793: William Smith, un inspector de canales e ingeniero asesor, excavando la región minera del condado de Somerset, halla pruebas de una coherente sucesión de estratos geológicos en toda Inglaterra.

– 1795: La The Theory of the Earth de james Hutton expone una hipótesis uniformista del cambio geológico que se ha producido en el curso de un largo pasado.

– 1800: William Herschel detecta la luz infrarroja.

– 1801: Johan Ritter detecta la luz ultravioleta. Georges Cuvier identifica veintitrés especies de animales extinguidos en el registro fósil, sumiendo en la confusión la doctrina de que todas las especies fueron creadas simultáneamente y son imperecederas.

– 1802: William Wallaston describe líneas espectrales en el espectro del Sol.

– 1814: Joseph Fraunhofer, usando el primer telescopio con red de difracción, redescubre las líneas espectrales solares y las representa en un gráfico, poniendo las bases de la espectroscopia astrofísica.

– 1820: Hans Christian Oersted descubre que la corriente eléctrica produce un campo magnético, iniciando el estudio de la fuerza electromagnética.

– 1823: John Herschel conjetura que las líneas de Fraunhofer pueden indicar la presencia de metales en el Sol.

– 1830: Charles Lyell publica el primer volumen de sus Principles of Geology, presentando pruebas de la teoría uniformista de que es posible explicar el historial geológico en términos de la acción lenta, durante largos períodos, de procesos que prosiguen en el mundo actual.

– 1831: Charles Darwin, con un ejemplar del libro de Lyell en la mano, parte a borde del Beagle para un viaje de cinco años alrededor del mundo.

– 1837: Darwin utiliza los elementos esenciales de su teoría de la evolución por selección natural, pero no publica la teoría hasta pasados veintidós años.

– 1838: Primera medición precisa, mediante paraje, de la distancia de una estrella.

– 1842: Christian Johann Doppler observa que la longitud de onda del sonido u otras emisiones de una fuente en movimiento, parecerá, a un observador inmóvil, de una frecuencia mayor si el objeto se aproxima, y menor si se aleja: es el “Efecto Doppler”.

– 1847: Hermann von Helmholtz expone la ley de conservación de la energía.

– 1849: Jean-León Foucault detecta líneas de emisión espectrales.

– 1850: W. C. Bond hace en Harvard la primera fotografía astronómica, un daguerrotipo de la Luna.

– 1855-1863: Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff  crean los elementos del análisis espectral, mediante el cual es posible comparar los espectros de materiales de laboratorio con los del Sol y las estrellas.

– 1859: Se publica el Origen de las Especies de Darwin.

– 1862: Foucault perfecciona los cálculos sobre la velocidad de la luz.

– 1864: William Huggins obtiene el primer espectro de una nebulosa, y halla que se compone de gas. James Clerk Maxwell publica una teoría unificada de la electricidad y el magnetismo, describiendo ambos como dos aspectos de una misma fuerza electromagnética.

– 1865: Gregor Mendel anuncia los resultados de su investigación en genética, clave reveladora de la persistencia de caracteres inmutables en los seres vivos, un elemento decisivo que faltaba en el darvinismo.

– 1874-1882: Tránsitos de Venus observados con instrumentos nuevos y más precisos, que mejoran las estimaciones de la unidad astronómica.

– 1877: David Gill mide la paralaje de Marte durante su oposición, y deduce que la distancia del Sol es de 148.800.000 kilómetros.

– 1879: Albert Michelson, empleando el principio de Foucault, determina la velocidad de la luz.

– 1883: La red de difracción de Henry Rowland mejora mucho la resolución de espectrógrafos.

– 1884: Jophann Balmer determina la serie armónica de líneas del hidrógeno, iniciando un campo de estudios que llevará a la investigación de las capas electrónicas de los átomos.

– 1887: Albert Michelson y Edward Morley realizan el último y más preciso de una serie de experimentos, los cuales demostraban que el espacio no puede estar lleno de éter que, se pensaba, era el medio para la transmisión de la luz. Su trabajo despejó el terreno para la idea de la contracción de Lorentz.

– 1892: Hendrik Lorentz y George FitzGerald, independientemente, conjeturaron que la contracción de la longitud de las varas de medir a causa de la velocidad explica los resultados experimentales de Michelson y Morley, un concepto esencial en la teoría de la relatividad especial de Einstein.

– 1895: E. E. Bernard fotografía la Vía Láctea y observa que las manchas oscuras son demasiado numerosas para ser espacio vacío, y que deben corresponder a nubes oscuras de materia interestelar.

– 1897: J.J. Thomson descubre el electrón.

– 1898: Marie y Pierre Curie aíslan los elementos radiactivos radio y polonio.

– 1900: Max Planck propone la teoría cuántica de la radiación, base de la física cuántica.

– 1904: Ernest Rutherford señala que la cantidad de helio producida por la desintegración radiactiva de minerales de las rocas podría usarse para medir la edad de la Tierra.

– 1905: Albert Einstein publica la teoría de la relatividad especial, donde indica que las mediciones de espacio y tiempo se distorsionan a altas velocidades y que masa y energía son equivalentes; en otro artículo demuestra que la luz se compone de cuantos (los fotones).

– 1911: Ernest Rutherford demuestra que la mayor parte de la masa de los átomos está contenida en un diminuto núcleo.

– 1912: Henrietta Swan Leavittt descubre una correlación entre la magnitud y el período de variación de las estrellas cefeidas, abriendo la posibilidad de su uso como indicadoras de distancias intergalácticas.

– 1913: Niels Bohr desarrolla la estructura atómica, en la cual dice que los electrones giran alr3ededor del núcleo de un modo similar a como los planetas giran alrededor del Sol. Henry Norris Russell presenta un gráfico de las luminosidades y colores de las estrellas, extendiendo la labor realizada en 1911 por Ejnar Hertzsprung. El Diagrama de Hertzsprung-Russell resultante será fundamental para la comprensión de la evolución de las estrellas.

– 1914: Walter Adams y Arnold Khlschutter determinan la luminosidad de las estrellas sólo mediante sus espectros, haciendo posible estimar las distancias de millones de estrellas distantes.

– 1915: Annie Jump Cannon clasifica las estrellas en categorías según su tipo espectral, un paso importante para discernir un orden subyacente en la diversidad de las estrellas. Arnold Sommerfied perfecciona el modelo del átomo de Bhor.

– 1916: Albert Einstein publica la teoría de la relatividad general, describiendo la gravitación como un efecto de la curvatura del espacio y liberando la cosmología del antiguo dilema del universo finito o universo infinito.

– 1916-1917: Arthur Stanley Eddintong demuestra teóricamente que las estrellas son esferas gaseosas; su obra puso los cimientos de su posterior afirmación de que la contracción gravitatoria no podía ser el mecanismo que da energía a las estrellas.

– 1917: Herbert Curtis y George Rtchey anuncian que han hallado novas (estrellas que aumentan repentina y enormemente de brillo) en la espiral Andrómeda. Difieren las opiniones sobre si esto significa que Andrómeda es una galaxia de estrellas o una nebulosa gaseosa de la que se están formando nuevas estrellas. Vesto Slipher mide grandes corrimientos Doppler en los espectros de espirales, y más tarde se halló que obedecían al movimiento de las galaxias espirales en el universo en expansión.

– 1918: Harlow Shapley demuestra, estudiando las distancias de cúmulos globulares, que el Sol está en el borde de una galaxia de estrellas. El telescopio de de 2,5 metros de Monte Wilson, a la sazón el mayor del mundo, empieza a funcionar.

– 1919: La expedición inglesa para observar el eclipse solar confirma la predicción de Einstein d que el espacio, en un campo gravitatorio, tiene una intensa curvatura.

– 1920: La controversia sobre si las nebulosas espirales son nubes gaseosas o “universos.-islas”, esto es, galaxias, llega a un punto decisivo en un debate entre Heber Curtis y Harlow Shapley.

– 1922: Aleksandr Friedmann demuestra que la relatividad general es compatible con una cosmología del universo en expansión.

– 1923: Cecilia Payne demuestra, mediante espectros solares, que la abundancia relativa de elementos en el Sol es semejante a la de la corteza terrestre.

– 1924: Luis de Broglie desarrolla la teoría ondulatoria de la materia.

– 1925: Max Born, Pascual Jordan y Wernwer Heisenberg desarrollan la mecánica cuántica. Wolfgang Pauli anuncia el Principio de exclusión, esencial para comprender las líneas espectrales de estrellas nebulosas y de cómo las estrellas al final de sus vidas, consiguen en función de su masa (no todas lo consiguen), estabilizarse como estrellas enanas blancas o de neutrones por degeneración de los electrones en las primeras y de los neutrones en las segundas. Si la estrellas es demasiado masiva, ni este principio es capaz de evitar que se convierta en un agujero negro.

– 1926: Eewin Schrödinger propone una teoría del átomo basada en la teoría de la mecánica ondulatoria.

– 1927: Jan Oort detecta pruebas de la rotación de la Vía Láctea, examinando la velocidad radial de las estrellas. Georges Lemaítre publica una cosmología del universo en expansión. Werner Heisenberg descubre el principio de incertidumbre o e Indeterminación cuántico.

1927-1929: Se desarrolla la teoría de la electrodinámica cuántico-relativista.

A partir de 1928, se suceden los trabajos y predicciones de George Gamow, llegan las ecuaciones de Dirac y su predicción de la existencia del positrón, Hubble anunció la relación entre el corrimiento al rojo en los espectros de las galaxias y sus distancias más lejanas cada vez, Pauli predice la existencia del neutrino para explicar la masa perdida en la desintegración Beta, Chadwick descubre el neutrón y Anderson el positrón de Dirac y, así, muchos nuevos descubrimientos se sucedieron hasta llegar al LHC.

Ahora, seguimos avanzando pero cada vez más rápidamente, toda vez que los conocimientos adquiridos nos posibilitan para llegar más lejos en el conocimiento de esos fascinantes “univeros” de lo micro y lo macroscópico. Ahora queremos llegar al corazón de la Naturaleza misma y profundizar hasta más allá del límite de Planck, donde podremos ver, lo que pasó en aquellas primeras fracciones de segundo, cuando comenzó el big bang y, también, queremos saber si la materia, además de Quarks y Leptones, lleva algún otro ingrediente.

De los avances que se avecinan sólo podemos decir que serán, propicios para el asombro y la maravilla y, en unos meses (no creo que más), nos confirmarán el descubrimiento del Bosón de Higgs, o, por el contrario, su inexistencia. En cualquier caso, la ciencia ganará, toda vez que, si se encuentra confirmará uno de los parámetros hasta ahora aleatorios del Modelo Estándar y, a partir de su confirmación, éste podrá ser mejorado de manera que, podamos comprender mejor la materia y las fuerzas del universo que hacen posible que nuestro mundo, sea como lo podemos contemplar.

Pero, no quedará ahí todo lo que se nos viene encima: La “materia y energía oscura” que será, de una vez por todas, o bien desvelada o bien desenmascarada. Las fluctuaciones de vacío que rasgan el espacio-tiempo y dejan salir partículas virtuales que, nos pueden decir tantas cosas…, y, así, podríamos seguir con la computación cuántica, la robótica del espacio y la terrestre, la nano ciencia (presente en tantos órdenes y disciplinas científicas). Todo ello, amigos míos, nos llevará en volandas, hacia el futuro que ya está aquí con nosotros.

Emilio Silvera V.

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            La estrella Wolf 1061 y sus tres planetas. El «c» es el potencialmente habitable – UNSW

Un equipo de astrónomos australianos ha descubierto el planeta potencialmente habitable más cercano a la Tierra fuera del Sistema Solar, a «solo» 14 años luz, una distancia que puede parecer muy larga, pero que es mucho más corta que la que nos separa de la mayoría de candidatos a albergar vida y una nadería en la inmensidad del Universo. Este nuevo mundo, que tiene más de cuatro veces la masa del nuestro, es uno de los tres que el equipo detectó alrededor de una estrella enana roja llamada Wolf 1061.

 La física cuántica nos dice como es la Naturaleza

 

 

En el Universo existen muchas clases de resonancias…inesperadas

 

Las resonancias parecen ser solamente una especie de versión excitada de los Hadrones estable. Son réplicas que rotan más rápidamente de lo normal o que vibran de diferente manera. Análogamente a lo que sucede cuando golpeamos un gong, que emite sonido mientras pierde energía hasta que finalmente cesa de vibrar, una resonancia termina su existencia emitiendo piones, según se transforma en una forma más estable de materia.

Por ejemplo, la desintegración de una resonancia ∆ (delta) que se desintegra por una interacción fuerte en un protón o neutrón y un pión, por ejemplo:

∆⁺⁺→р + π⁺;  ∆⁰→р + πˉ; o п+π⁰

En la desintegración de un neutrón, el exceso de energía-masa es sólo 0,7 MeV, que se puede invertir en poner en movimiento un protón, un electrón y un neutrino. Un Núcleo radiactivo generalmente tiene mucha menos energía a su disposición.

 

Cada día sabemos más… ¡sobre agujeros negros!

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