ASTRONOMÍA PARA TERRÍCOLAS

El eco del Big Bang : ¿Un hito en la historia del pensamiento?

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El eco del Big Bang: ¿un hito en la historia del pensamiento?

 

Recientes descubrimientos astrofísicos parecen sostener el modelo inflacionista de la teoría del Big Bang. Al amparo de los datos algunos comentaristas han afirmado que el experimento del BICEP2 prueba la pertenencia de toda la teoría del Big Bang lo cual es rechazado por el autor del artículo

juan josé r. calaza* 23.03.2014 | 12:53

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El 17 de marzo, la colaboración estadounidense BICEP2 que utiliza un telescopio instalado en el polo Sur anunció la detección de fuertes deformaciones jamás observadas hasta ahora en la señal del fondo difuso cosmológico, tenue eco de cuando el Universo tenía 380.000 años. Las perturbaciones/deformaciones han sido interpretadas como sobresaltos característicos del efecto sobre los fotones de las ondas gravitacionales primigenias, engendradas por la “inflación cósmica” cuando la edad del Universo no alcanzaba ni la trillonésima de segundo. Esto es, las ondas gravitacionales, surgidas de la inflación cósmica, al ser estiradas por la expansión del Universo acaban perturbando a los fotones del espacio-tiempo que se observan 380.000 años después.

El eco del Big Bang: ¿un hito en la historia delpensamiento?

Aparentemente, los datos astrofísicos suministrados por BICEP2 confirman las predicciones de un tipo de modelo inflacionista (hay doscientos). La “inflación cósmica” es un modelo cosmológico inscrito en el paradigma del Big Bang. Por inflación cósmica se entiende una fase de expansión muy violenta, cortísima y rápida del Universo pero no debe asimilarse a una explosión en el sentido habitual. Esta expansión se habría producido muy pronto, prácticamente al final de la era de Planck (1 segundo dividido por 10 potencia 43 después del Big Bang) y habría terminado muy rápidamente (cuando la edad del Universo era de 1 segundo dividido por 10 potencia 32)

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Insisto en que el telescopio no detectó directamente ondas gravitacionales sino su efecto sobre la radiación del fondo difuso cosmológico, o fondo de radiación de microondas, que es una especie de fósil de cuando los fotones se liberaron de otras partículas. Momento estelar acaecido 380.000 años después de la inflación cósmica, justo antes de la formación de hidrógeno en el Universo, fotografiado en marzo 2013 por el satélite Planck. En 1992 el satélite COBE ya había detectado indirectamente ondas de densidad con efectos de perturbación pero lo de ahora tiene mayor calado. Se abre un periodo de verificación para controlar exhaustivamente como BICEP2 ha analizado los datos pues hay discrepancias.

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Lo primero que conviene entender es que la física propone dos predicciones no excluyentes de las ondas gravitacionales. Las propiamente gravitacionales, las ondas “clásicas”, corresponden a la Relatividad General por la deformación del espacio-tiempo, como consecuencia, por ejemplo, de la rotación de un binomio de galaxias una respecto a la otra, cuya observación se espera de los resultados de los experimentos Virgo (Italia) y Ligo (EE UU). Otra teoría, más fundamental en mi opinión, predice la fluctuación del vacío cuántico primordial y, como consecuencia, la aparición de ondas gravitacionales. Esta teoría predice también que las ondas primigenias afectarían al movimiento de la luz “polarizando” los fotones. Estas ondas tampoco habían sido observadas directamente hasta la perturbación, una especie de torbellino, constatada por BICEP2 en los fotones del fondo difuso cosmológico. Se deduce indirectamente que si se ha observado huella de polarización en los fotones se debe a la existencia de ondas gravitacionales primigenias. Y si existen ondas gravitacionales primigenias se afianza la candidatura de la teoría inflacionaria, al menos en principio, como paradigma que predice la fluctuación del vacío cuántico que originó el Universo. Indudablemente, sería un auténtico hito en la historia de la física y en la del pensamiento.

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Pero, ¿de qué vacio cuántico estamos hablando? Solo puede ser del posterior a la “era de Planck” ya que anteriormente el velo de la ignorancia delimita una oscuridad epistemológica completa.

Según la teoría del Big Bang, el Universo anterior a la era de Planck era una “singularidad” hace aproximadamente 13.800 millones de años. La singularidad es un concepto matemático sin equivalencia en física. Todo lo sucedido en el entorno de ese núcleo primigenio, llamémosle así, es muy oscuro incluidas las explicaciones al respecto. La que goza de mayor aceptación se apoya en el principio de incertidumbre o relación de indeterminación de Heisenberg: el Universo surgió de la fluctuación del “vacío cuántico”.

Para hacerse una somera idea del vacío cuántico hay que quitarse de la cabeza el concepto “nada” en relación con los fenómenos físicos: en física la nada no existe. Y por tanto no acota ni marca límite alguno al Universo: antes del Big Bang no existe el tiempo pero tampoco hay “nada” ni puede ser asimilada al vacío. La mecánica cuántica impuso poco a poco la vuelta a un éter sui géneris mediante la idea que el espacio inmaterial, el “vacio”, no es inerte. A partir de ahí, los físicos hablarán de una “energía del vacío”, no en el sentido de que la “nada” tendría una energía sino que el vacio sería de hecho un medio atravesado por campos cuánticos en estados de energía mínima pero no nula. El campo de Higgs tiene mucha similitud con la antigua teoría física del éter. Lo mismo podría decirse de la “energía oscura”. A fines pedagógicos, y con las cautelas de rigor, el vacio cuántico seria un éter sui generis, moderno reflejo del éter de la física del siglo XIX –hasta el experimento de Michelson y Mosley– que según sus proponentes permearía todo el Universo.

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El estruendo mediático no debe llamarnos a engaño, lo verdaderamente crucial de las informaciones reveladas el 17 de marzo es que las ondas gravitacionales observadas indirectamente no son de tipo clásico por la deformación del espacio-tiempo sino por la fluctuación del vacío cuántico a escala atómica o subatómica en consonancia con el principio de indeterminación de Heisenberg. Lo cual no confirmaría, como algunos pretenden, la teoría del Big Bang sino, y no es poca cosa, un modelo inflacionario como mejor candidato a explicar lo que sucedió después de la era de Planck, pero no en el origen absoluto del Universo, en el Big Bang del tiempo cero.

El Universo 14.Big Bang – Las fronteras del tiempo (Spanish)

Fuente que utilizo:   http://www.farodevigo.es

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El lugar más frío del universo conocido

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“El lugar más frío del Universo”

30 de enero de 2014: Todo el mundo sabe que el espacio exterior es frío. En la gran distancia que hay entre las estrellas y las galaxias, la temperatura de la materia gaseosa cae rutinariamente a 3 Kelvin o 454 grados Fahrenheit bajo cero (270 °C bajo cero).

Pero está a punto de tornarse aún más frío.

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Investigadores de la NASA planean crear el lugar más frío del universo en el interior de la Estación Espacial Internacional (EEI, por su acrónimo en idioma español).

“Vamos a estudiar la materia a temperaturas mucho más frías que las que se encuentran de manera natural”, dice Rob Thompson, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory o JPL, por su sigla en idioma inglés). Él es el científico del proyecto denominado Laboratorio de Átomos Fríos (Cold Atom Lab, en idioma inglés), de la NASA, un “refrigerador” atómico cuyo lanzamiento hacia la EEI está programado para el año 2016. “Nuestro objetivo es bajar las temperaturas efectivas hasta 100 pico-Kelvin”.

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Cien pico-Kelvin es sólo una diez mil millonésima de grado sobre el cero absoluto, cifra a la cual, en teoría, se detiene toda la actividad térmica de los átomos. A temperaturas tan bajas, los conceptos comunes de sólido, líquido y gaseoso ya no son relevantes. Los átomos que interaccionan justo por encima del umbral de energía cero crean nuevas formas de materia que son esencialmente… cuánticas.

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La mecánica cuántica es una rama de la física que describe las reglas extrañas de la luz y de la materia a escalas atómicas. En ese ámbito, la materia puede estar en dos lugares a la vez, los objetos se comportan como partículas y ondas, y nada es seguro: el mundo cuántico funciona sobre la base de la probabilidad.

Y los investigadores que utilizan el Laboratorio de Átomos Fríos se adentrarán en este extraño mundo.

“Vamos a comenzar”, dice Thompson, “con el estudio de los condensados de Bose-Einstein”.

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En 1995, los investigadores descubrieron que si tomamos un par de millones de átomos de rubidio y los enfriamos cerca del cero absoluto, se fusionarán en una sola ola de materia. El truco funcionó con el sodio también. En 2001, Eric Cornell, del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (National Institute of Standards & Technology, en idioma inglés), y Carl Wieman, de la Universidad de Colorado, compartieron el Premio Nobel con Wolfgang Ketterle, del Instituto de Tecnología de Massachusetts (Massachusetts Institute of Tecnology o MIT, por su acrónimo en idioma inglés) por su descubrimiento independiente de estos condensados, que Albert Einstein y Satyendra Bose predijeron a principios del siglo XX.

Si creamos dos BEC (condensados de Bose-Einstein) y los juntamos, no se mezclan como un gas común. En cambio, pueden “interferir” como las ondas: las delgadas capas paralelas de materia están separadas por finas capas de espacio vacío. Un átomo en un BEC puede sumarse a un átomo en otro BEC y producir… ningún átomo, en absoluto.

“El Laboratorio de Átomos Fríos nos permitirá estudiar estos objetos posiblemente a las temperaturas más bajas de la historia”, dice Thompson.

El laboratorio es también un lugar donde los investigadores pueden mezclar gases atómicos súper fríos y ver qué sucede. “Las mezclas de diferentes tipos de átomos pueden flotar juntas casi completamente libres de perturbaciones”, explica Thompson, “lo que nos permite realizar mediciones sensibles de interacciones muy débiles. Esto podría llevar al descubrimiento de interesantes y novedosos fenómenos cuánticos”.

Y la estación espacial es el mejor lugar para realizar esta investigación. La microgravedad permite a los investigadores enfriar materiales a temperaturas mucho más frías que las que son posibles en el suelo.

Thompson explica por qué:

“Es un principio básico de la termodinámica que cuando un gas se expande, se enfría. La mayoría de nosotros tenemos experiencia de primera mano con esto. Si rociamos una lata de aerosol, la lata se enfría”.

Los gases cuánticos se enfrían en gran parte de la misma manera. En lugar de una lata de aerosol, sin embargo, tenemos una ‘trampa magnética’.

“En la EEI, estas trampas se pueden volver muy débiles debido a que no tienen que soportar los átomos en contra de la fuerza de la gravedad. Las trampas débiles permiten que los gases se expandan aun más y se enfríen a temperaturas más bajas que las que son posibles en el suelo”.

Nadie sabe a dónde conducirá esta investigación fundamental. Incluso las aplicaciones “prácticas” enumeradas por Thompson (sensores cuánticos, interferómetros de ondas de materia y láseres atómicos, sólo para nombrar unas pocas) suenan a ciencia ficción. “Estamos entrando a lo desconocido”, dice.

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Los investigadores como Thompson ven al Laboratorio de Átomos Fríos como una puerta hacia el mundo cuántico. ¿Pero podría la puerta abrir en ambas direcciones? Si la temperatura desciende lo suficiente, “vamos a poder ensamblar paquetes de ondas atómicas del grosor de un cabello humano; es decir, lo suficientemente grandes como para que el ojo humano los pueda ver”. Una criatura de la física cuántica habrá ingresado en el mundo macroscópico.

Y entonces comienza la verdadera diversión.

Para obtener más información sobre el Laboratorio de Átomos Fríos, visite: coldatomlab.jpl.nasa.gov

Fuente que utilizo:

http://ciencia.nasa.gov

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Los asombrosos volcanes de hielo de Encélado

Imagen real de Encelado tomada por la Sonda Cassini

Para comenzar la historia que hoy os traigo a Astronomía para terrícolas os voy a pedir que uséis por unos minutos vuestra imaginación. Pensad ahora que estáis en un terreno áspero y levemente montañoso, un desierto congelado de colores blancos y azules. Ante vosotros se extiende una inmensa y gélida llanura nevada, tan solo salteada por algunas elevaciones y cráteres dejados por el impacto pasado de meteoritos, cubiertos y erosionados ahora por el hielo y el paso del tiempo. La vista se pierde en el horizonte blanco y se termina confundiendo con el oscuro cielo negro que lo envuelve todo.

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Y sin embargo, en ese mundo en blanco y negro, levantas la cabeza hacia arriba y te asombras con la fascinante visión del gran Saturno. Es un panorama alucinante. Tus pies están pisando la superficie de Encélado y el gigante planeta de los anillos se muestra ante ti en todo su esplendor.

Vision artistica de la vista desde la superficie de Encelado

Imagina la postal y, para que te hagas una idea más aproximada de lo que estarías viendo, te diré que nuestra Luna se encuentra a una distancia de unos 380.000 kilómetros de la Tierra. Pues bien, Encélado está a tan solo 238.000 kilómetros del colosal Saturno. De hecho, se encuentra inmerso en uno de sus anillos más externos, el anillo E… La panorámica ante tus ojos es simplemente espectacular.

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Desafortunadamente, aún nos queda mucho para que este viaje imaginario y esta visión desde la superficie de Encélado se hagan realidad. Hasta el momento debemos conformarnos con las imágenes que nos envía la Sonda Cassini en su labor de investigación y estudio desde el pequeño sistema solar que orbita alrededor de Saturno.

De todos los cuerpos que habitan nuestro más próximo vecindario, Encélado es uno de los que más atraen a los científicos. Sus particulares características lo convierten en un lugar apasionante casi para cualquier materia: posee actividad geológica, una tenue atmósfera que hasta hace no mucho se pensaba que no existía, agua en abundancia y material orgánico… muchos investigadores lo consideran uno de los lugares más propicios en nuestro Sistema Solar para buscar vida extraterrestre.

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Pero sin duda una de las atracciones más sorprendentes de esta pequeña luna de apenas 500 kilómetros de diámetro son sus géiseres helados que expulsan con fuerza hacia el espacio partículas de hielo de agua.

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Cuando a finales de la década de los ’70 se lanzaron las dos misiones Voyager, los científicos esperaban obtener una valiosa información sobre los gigantes gaseosos de nuestro Sistema. Los resultados e imágenes que enviaron las viajeras de Sagan sobrepasaron todas las expectativas y no solo nos regalaron una ingente cantidad de conocimiento sobre Júpiter o Saturno, sino que también proporcionaron fotografías sorprendentes de los cuerpos y satélites que orbitaban alrededor de ellos.

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En 1980 los responsables de las misiones Voyager recibieron datos e imágenes de Encélado que indicaban que esta pequeña luna podría tener actividad geológica y que podría estar expulsando material al espacio mediante géiseres y volcanes helados. Incluso llegaron a apuntar que parte del anillo E de Saturno podría estar compuesto por el material expulsado desde la propia superficie de Encélado…

Tuvieron que esperar más de veinte años hasta que la sonda Cassini-Huygens les dio la razón con una de las fotografías más impactantes del Sistema Solar.

Imagen real del polo sur de Encelado tomada por la Sonda Cassini

Allí estaban… Cuando los instrumentos ópticos de la Cassini enfocaron al Polo Sur de Encelado fueron testigos de las erupciones heladas de varios kilómetros de altura con las que aquel diminuto mundo blanco regaba el gran anillo de Saturno.

Después de estos años escribiendo en la sección de Ciencia de Yahoo hemos visto casi cualquier tipo de volcanes que podamos imaginar… volcanes con colores eléctricos, supervolcanes dormidos bajo Yellowstone, incluso gigantescos volcanes submarinos formándose bajo el Pacífico. Pero, hay que reconocer que los volcanes de hielo no son algo que uno se encuentre todos los días…

[Si quieres saber más sobre esta apasionante luna de Saturno puedes leerEncélado se perfila como un lugar propicio para buscar vida extraterrestre”]

Referencias científicas y más información:

Porco, C. C.; Helfenstein, P.; Thomas, P. C.; Ingersoll, A. P.; Wisdom, J.; West, R.; Neukum, G.; Denk, T. et ál. “Cassini Observes the Active South Pole of Enceladus”. Science 311 (5766) pp. 1393–1401. doi:10.1126/science.1123013

NASA JPL “Cassini Finds Enceladus is a Powerhouse” Marzo 2011

NASA “La intriga sobre Encelado” 27 agosto 2012

Ricardo Montiel “Los volcanes de hielo de Encelado” octubre 2008

Fuente que utilizo:

http://es.noticias.yahoo.com

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NUEVOS HORIZONTES,LA SONDA QUE VIAJA A 54000 KM/H RUMBO A PLATÓN

Pluton no ha sido visitado nunca por ninguna sonda

Cuando en este blog de Astronomía para terrícolas hablamos de estrellas, exoplanetas y lejanas galaxias situadas a miles o millones de años luz de nosotros, hemos de reconocer que nuestra mente se pierde ante el simple hecho de imaginar esas distancias. Y es que el Universo es gigantesco, es verdaderamente colosal, y los parámetros que utilizamos para cuantificarlo son difícilmente asumibles por nuestro cerebro, poco habituado a manejar esas cifras de espacio y tiempo.

La sonda Nuevos Horizontes (precioso nombre para una preciosa misión) nos puede servir hoy para hacernos una ligera idea de la espeluznante inmensidad del espacio que nos rodea, sin salir siquiera de nuestro vecindario más cercano.

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La misión comenzó por estas mismas fechas en el año 2006, cuando desde la Base aérea de Cabo Cañaveral, un cohete Atlas V al que adosaron una etapa extra para aumentar la velocidad de escape, lanzó la sonda en dirección a su primer objetivo: La Luna.

Nuevos Horizontes fue la tercera sonda espacial con más velocidad de escape de la historia, solamente superada por las dos Voyager lanzadas en la década de los ’70 y que ahora mismo se encuentran en los confines de nuestro Sistema Solar.

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Su primer paso en el largo camino que se abría ante ella fue superado rápidamente, en tan solo nueve horas alcanzó la órbita lunar y desde allí puso rumbo a su destino final: el planeta enano Plutón, a la friolera distancia de 6.000 millones de kilómetros.

Nuevos Horizontes la primera sonda que visitara Pluton

Volvamos a situarnos para entender ese número. Desde su punto de inicio, aquí en nuestro cómodo hogar en la Tierra, esta pequeña sonda de aluminio se dispone a recorrer a través del espacio exterior unas 40 veces la distancia que nos separa del Sol y que se conoce como UA (Unidad Astronómica)… Y a pesar de desplazarse a una velocidad realmente endiablada de miles de kilómetros por hora, lleva ocho años viajando.

[RelacionadoViajaremos a Júpiter a buscar vida en sus grandes lunas]

Por suerte, desde hace décadas, los ingenieros responsables de estas misiones conocen los secretos de una técnica aeroespacial que nos otorga grandes ventajas: las maniobras de asistencia gravitatoria que ya explicamos hace un tiempo en este mismo blog.

Gracias a estos empujones gravitatorios, que los técnicos aprovechan a su paso por satélites y planetas para acelerar (o en su caso frenar) su velocidad, las sondas espaciales pueden alcanzar su meta mucho antes de lo previsto.

En febrero de 2007, la Nuevos Horizontes aprovechó de esta manera su paso por el gigante Júpiter para acelerar su velocidad, alcanzando los 54.000 km/h, convirtiéndose en el segundo artefacto más rápido construido por el hombre… y de paso ahorrándose unos cuantos años de viaje para llegar a Plutón.

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Y… ¿Dónde está ahora la Nuevos Horizontes?

Las últimas noticias de la sonda nos llegan desde la web oficial de la NASA, recogidas por un expectante artículo de Space Fellowship titulado “Cuenta atrás hacia Plutón”.

Después de haber dejado atrás a otro de los gigantes gaseosos de nuestro vecindario solar, Urano, la misión enfila ya la recta final de su largo viaje y tiene prevista su llegada a Plutón para el año que viene.

En 2015, tras nueve años hibernando, los 30 kilogramos de instrumentos ópticos instalados en la sonda despertarán de su largo sueño mientras que su antena de dos metros se desplegará lista para enviarnos las imágenes más fascinantes de este extraño objeto de las profundidades solares.

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Será la primera vez que una sonda visite este polémico planeta enano… Después de eso, la Nuevos Horizontes continuará hacia los confines del sistema solar y, con suerte, aún podrá enviarnos datos e imágenes de algunos de los objetos que componen el Cinturón de Kuiper… y aún así, seguiría sin salir de nuestro pequeño Sistema Solar.

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LAS MEJORES FOTOS DEL ESPACIO DEL 2013

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FUENTE QUE UTILIZO:

http://es.noticias.yahoo.com