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martes, 23 de abril de 2013

EL UNIVERSO ES SOLO ESPACIO TIEMPO


¿Cuántas partes componentes son necesarias para construir el universo?. El modelo estándar tiene tantas partes componentes que es difícil establecer un número específico. La teoría de cuerdas tiene cuerdas, branas, partículas de intercambio y 11 dimensiones. Este libro de John A. Macken plantea que todo en el universo puede estar formado por un bloque construido por solo las 4 dimensiones del espacio-tiempo. Sin embargo, este no es el Universo de curvatura espacio-tiempo previsto por Albert Einstein. En su lugar, es el material compuesto del espacio-tiempo de Einstein y la mecánica cuántica del espacio-tiempo lleno de una tremenda densidad de energía por las fluctuaciones cuánticas. Este libro muestra cómo todas las partículas fundamentales, las fuerzas y la cosmología se pueden derivar de este energético 4 dimensiones espacio-tiempo.

La mecánica cuántica es la teoría más exitosa ideada por el hombre. Sin embargo, este éxito es en gran medida un caso de las ecuaciones correspondientes a la observación experimental. La interpretación física actual de la mecánica cuántica no conduce a un modelo conceptualmente comprensible del universo. Además, no hay pruebas claras de que las hipótesis de partida actuales de algunos cálculos mecánicos cuánticos contienen por lo menos un error. Cuando los cálculos se desintegran y generan una respuesta posible, como el infinito, estas ecuaciones están diciendo que una extensión rigurosa de las hipótesis de partida tiene sentido.

Podría parecer que para solucionar el problema, no es más que un caso de ajustar artificialmente la respuesta por lo que ya no es una extensión lógica de las hipótesis de partida. En cambio, la respuesta razonable debe ser tomada como una indicación de que el modelo que se está analizado contiene al menos una suposición errónea. El enfoque adoptado en este libro es la construcción de un nuevo modelo conceptual del universo, que es compatible con las ecuaciones de la mecánica cuántica y la relatividad general, pero se basa en el supuesto de partida más simple posible:

 El universo es sólo el espacio-tiempo.
 

Para la mayoría de los científicos este supuesto de partida inicialmente parece imposible.
¿Cómo pueden la materia, la luz, las galaxias y las fuerzas de la naturaleza existir en lo que parece ser el vacío del espacio-tiempo?, Bueno, el espacio-tiempo está lejos de ser un vacío sin rasgos distintivos. Tiene propiedades bien conocidas, tales como una velocidad de la luz y la constante gravitatoria, así como propiedades propuestas tales como la impedancia y un módulo de compresibilidad. Lo más importante, la versión de la mecánica cuántica del espacio-tiempo está llena de actividad. Las fluctuaciones del vacío (energía de punto cero) poseen una vasta densidad de energía que sólo interactúa con nuestro universo observable (fermiones y bosones) a través de las operaciones de la mecánica cuántica. La comprensión de las propiedades de la mecánica cuántica del espacio-tiempo y la conciliación de estas propiedades con la relatividad general revela cómo este bloque constituído puede ser el origen de todo en el universo. Por otra parte, los mayores misterios de la mecánica cuántica son conceptualmente comprensibles cuando se utiliza el modelo que construye las partículas y fuerzas de las propiedades de la mecánica cuántica del espacio-tiempo.

El modelo del universo que se describe aquí no sólo es compatible con las ecuaciones existentes, sino que va más allá. Por ejemplo, este modelo proporciona nuevos conocimientos sobre las fuerzas de la naturaleza. La gravedad se muestra estar estrechamente relacionada con las otras fuerzas de la naturaleza. Ecuaciones simples muestran la estrecha relación y explican por qué la gravedad es una fuerza débil en comparación con las otras fuerzas. La inercia se deriva y se conecta a la energía de las partículas fundamentales. Un campo eléctrico se demuestra que es una distorsión asimétrica del espacio-tiempo. Los fotones muestran la misma impedancia que las ondas gravitacionales.
En este nuevo modelo cosmológico del universo se explica cómo el Big Bang y la expansión del universo es el resultado del espacio-tiempo experimentando una transformación continua y eterna.

"La eternidad no es un lugar ni un tiempo. Porque el lugar y el tiempo poco significan. Es saber que nuestra verdadera naturaleza vive simultáneamente en algún lugar del espacio y el tiempo"

"End of transmission"


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martes, 16 de abril de 2013

BEHOLD ECK ! MATERIA OSCURA



Como si fuera un episodio de la famosa serie de culto " The Outher Limits", poco a poco, se va haciendo la luz sobre la materia oscura (¿Estará en nuestra dimensión o fluctuará con otras?).


El cemento del universo, la enigmática materia que mantiene unidas las estrellas y las galaxias, que no emite ni absorbe luz, está cada vez más cerca de ser capturada. Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts han hallado indicios de esta materia en una antigua mina de hierro convertida en centro de investigación en Soudan, Minnesota (EEUU).
A pesar de que se cree que, juntas la energía y la materia oscura forman el 96% de la materia del universo, nunca se ha conseguido probar realmente la existencia de estas partículas.
Son partículas que no interactúan con la luz, pero sí son capaces de desviarla. Mediante el sistema de lentes gravitatorias se puede detectar la materia oscura, o al menos la falta de materia ordinaria, cuando ésta desvía los rayos de luz. Esa materia "borrosa" que queda, que observaron ya hace un siglo diversos astrónomos, es la materia oscura. 

Un material que se niega a ser capturado, a pesar que el detector (AMS) a bordo de la ISS logró el mes pasado sus primeros resultados en la búsqueda de la misteriosa materia oscura con evidencia en la colisión entre partículas invisibles de materia oscura, lo que da lugar a un fenómeno que llaman “aniquilación”. El resultado de la aniquilación sería una mayor presencia de las partículas cargadas conocidas como positrones, que son la contraparte de los electrones en la antimateria.

Y ahora mediante el sistema CDMS (Búsqueda Criogénica de Materia Oscura), cientos de científicos buscan resolver el enigma. Ésta materia atraviesa constantemente la tierra sin causar ningún efecto, sin ser detectada. Pero cuando golpea el núcleo de un átomo hace acto de presencia. Durante años se han utilizado placas de germanio congeladas a casi cero absoluto, aisladas en las minas subterráneas, para que, cuando las partículas de materia oscura atraviesen el núcleo de sus átomos, la temperatura varíe y se pueda probar su existencia.
Después de 3 años utilizando el germanio, los científicos, al ser incapaces de obtener resultados satisfactorios, decidieron cambiar de material. El silicio, mucho más sensible a las colisiones de partículas de baja energía, parecía más propicio para la detección de materia oscura. Y en efecto, lo ha sido. Ocho detectores creados con este material han conseguido registrar tres eventos que podrían representar colisiones de partículas masivas de interacción débil (WIMPs).

Estos nuevos indicios están lejos del objetivo de aislar y capturar la materia, pero son muy positivos para la investigación, que durante años no ha dado frutos. Los científicos han fijado la señal en un nivel de confianza del 99,81 por ciento (o alrededor de tres sigma en el lenguaje estadístico). Sin embargo, no será hasta dentro de varios meses cuando puedan explicar exáctamente lo que han encontrado y si son verdaderamente señales que conducen a la ambicionada materia oscura.
Descubrir la materia oscura es crucial para conocer el universo. Cómo se formó y cómo se expande. Gracias a su estudio se pueden descubrir más cúmulos de galaxias, como afirma el astrofísico Rashid Sunyaev del Instituto Max Planck, y comprender cómo crece el universo, como fue en el pasado y cómo será en el futuro.


"El presente es el período en el que el futuro pasa por un mientras antes de transformarse en pasado". Laurence Peter

"End of transmission".

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jueves, 11 de abril de 2013

UN ASTEROIDE PARA LA LUNA


Ya no basta con orbitar un asteroide, ni pisar su superficie. Ahora la NASA busca un asteroide de unos 7 a 10 metros para ser utilizado como base para los astronautas. Es la sorprendente misión que acaba de anunciar el gobierno estadounidense. Se van a destinar unos 100 millones de dólares de los presupuestos del próximo año, para seleccionar el objeto ideal. Se pretende además de atraparlo, cambiar su órbita llevarlo hacia la Luna y estudiar su composición.

En lo que parece ciencia ficción es la recreación que ha hecho la NASA de la sorprendente misión que pretende capturar un asteroide. Lo más novedoso ideado hasta ahora era la destrucción de estos objetos o desviarlos antes de que impactaran en la tierra...Ahora el anuncio de este experimento ha sorprendido a la propia comunidad aeroespacial.
Primero habría que seleccionar el asteroide. No podría ser muy grande de unas 500 toneladas. Después, una nave no tripulada, se acercaría, lo atraparía con una especie de red y lo trasladaría a una órbita estable, alrededor de  la luna. El siguiente paso sería el viaje de un grupo de astronautas, se habla de 4, a bordo del nuevo vehículo Orion  para establecer un asentamiento. Estos vehículos, todavía en período de pruebas serán los próximos transbordadores espaciales.
"Ahora estamos experimentando con la presión de la capsula. esperamos que el primer vuelo de prueba sea el año que viene", dice Cindy Jih, investigadora de la NASA.

La fecha que se ha marcado el gobierno americano es el año 2025. Los beneficios: desarrollar nuevas tecnologías para viajar a Marte, 5 años después en el 2030, extraer los minerales de los asteroides para ser utilizados en la tierra e incluso aspiran a poder atrapar los objetos que puedan suponer un peligro para nuestro planeta.

"El buen pescador, no es aquel que captura el pez más grande, sino el que se contenta con ver el rio y saber capturar a los más pequeños que están alli".


"End of transmission"

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viernes, 5 de abril de 2013

MARTE EN CURSO DE COLISION



"Hay una pequeña pero nada despreciable probabilidad de que el cometa 2013 A1 se estrelle contra Marte el 9 de octubre de 2014", dice Don Yeomans, del Programa de Objetos Cercanos a la Tierra (Near-Earth Object Program), de la NASA, en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (Jet Propulsion Laboratory). "Los datos actuales sugieren que hay una probabilidad en dos mil de que esto suceda".
El núcleo del cometa tiene probablemente de 1 a 3 kilómetros de diámetro y se aproxima a gran velocidad, alrededor de 56 km/seg (aproximadamente 125.000 millas por hora). "Si llegara a chocar contra Marte, produciría una explosión con una energía equivalente a 35 millones de megatones de dinamita", estima Yeomans.
A modo de comparación, cabe mencionar que el impacto del asteroide que terminó con los dinosaurios terrestres hace 65 millones de años fue unas 3 veces más poderoso, produjo una energía equivalente a 100 millones de megatones. Otro punto de comparación es el meteoro que explotó sobre Chelyabinsk, Rusia, en febrero de 2013, el cual dañó edificios y arrojó personas al suelo. El cometa de Marte contiene potencialmente 80 millones de veces más energía que aquel relativamente exiguo asteroide.
Un impacto no necesariamente sería el fin del programa de la NASA en Marte, pero sí transformaría el programa, y también al mismo Marte.

Michael Meyer, quien es el científico principal del Programa de Exploración de Marte (Mars Exploration Program) en las oficinas centrales de la NASA dice. "Un impacto como este arrojaría una gran cantidad de material hacia la atmósfera de Marte: polvo, arena, agua y otros desechos. El resultado podría ser un planeta Marte más caliente y húmedo que el que conocemos ahora".
Hoy en día, hay tres satélites activos circulando alrededor del Planeta Rojo mientras dos vehículos exploradores, Opportunity y Curiosity , se desplazan debajo de ellos, sobre las rojas arenas. Marte es seco, desierto y aparentemente carece de vida.
A Meyer le preocupa que el vehículo explorador todo terreno Opportunity, impulsado por energía solar, pueda tener dificultades para sobrevivir si la atmósfera se vuelve opaca. En cambio, el vehículo explorador Curiosity, impulsado por energía nuclear, continuaría su misión sin problemas. También destaca que los vehículos en órbita alrededor de Marte tendrían problemas para distinguir la superficie, por lo menos por un tiempo, mientras los desechos se asientan.

Un impacto directo parece poco probable. Paul Chodas, del Programa de Objetos Cercanos a la Tierra, subraya que 1 probabilidad en 2000 significa que hay una probabilidad de 1999 en 2000 de que no haya impacto alguno. "Un sobrevuelo cercano es mucho más probable". 



Incluso un sobrevuelo cercano es un suceso potencialmente importante. Las más recientes soluciones orbitales determinadas por los científicos indican que el cometa pasaría a menos de 300.000 kilómetros del Planeta Rojo en su máximo acercamiento. Eso significa que Marte podría encontrarse dentro de la atmósfera gaseosa y polvorienta del cometa, llamada "coma". Visualmente, el cometa podría alcanzar un brillo de magnitud cero; es decir, unas pocas veces más brillante que una estrella de magnitud 1, vista desde el Planeta Rojo.
Las cámaras colocadas en todos los vehículos espaciales que actualmente funcionan en Marte deberían poder tomar fotografías del cometa 2013 A1", dice Jim Bell, quien es un científico planetario y especialista en imágenes, de la Universidad Estatal de Arizona (Arizona State University). "Respecto de las sondas Mars Odyssey y el Orbitador de Reconocimiento de Marte (Mars Reconnaissance Orbiter), el asunto será apuntarlos en la dirección correcta; están acostumbrados a 'mirar' hacia abajo, no hacia arriba. Los diseñadores de la misión deberán averiguar cómo hacerlo, si es que eso es posible".
"En cuanto a los vehículos exploradores Opportunity y Curiosity, el asunto será poder cargarlos de energía para que tomen imágenes por la noche", continúa. "El vehículo Opportunity funciona con energía solar y, por lo tanto, necesitaría disponer de la energía de reserva de su batería para poder hacer funcionar las cámaras durante la noche. Si es capaz o no de hacer esto dependerá de cuánta energía obtenga de sus polvorientos paneles solares durante el día. Por otro lado, el vehículo explorador Curiosity funciona con energía nuclear, de manera que tendrá mayores capacidades para obtener imágenes nocturnas".

Los investigadores estarán muy interesados en ver cómo interacciona el cometa con la atmósfera de Marte. Tal vez, podría producirse una lluvia de meteoros. "El análisis del espectro de los meteoros en desintegración podría decirnos algo interesante sobre la química de las capas superiores de la atmósfera de Marte", destaca Meyer. Otra posibilidad son las auroras marcianas. A diferencia de la Tierra, que tiene un campo magnético que envuelve a nuestro planeta por completo, Marte solo está magnetizado en zonas aisladas. Aquí y allá, sombrillas magnéticas salen del suelo, creando de ese modo una bizarra colcha de polos magnéticos concentrados principalmente en el hemisferio sur. Los gases ionizados que alcancen la parte superior de la atmósfera marciana podrían ocasionar la aparición de auroras en los doseles de las sombrillas magnéticas.
Aun antes de saber sobre el sobrevuelo del cometa, la NASA ya había decidido enviar otra nave espacial a Marte para estudiar la dinámica de la atmósfera marciana. Si la sonda, llamada 


 

MAVEN (acrónimo que en idioma inglés significa "Mars Atmosphere and Volatile Evolution", o "Atmósfera de Marte y Evolución de Materiales Volátiles"), es lanzada a tiempo en el mes de noviembre de 2013, llegaría a Marte justo unas cuantas semanas antes que el cometa, en 2014.
Sin embargo, señala Bruce Jakosky, quien es el investigador principal del proyecto MAVEN en la Universidad de Colorado, la nave espacial no estará lista para observar el cometa cuando llegue a Marte. "Toma un tiempo poner al satélite en la órbita de mapeo, así como también desplegar los paneles, encender y probar los instrumentos científicos y más". "MAVEN no podrá funcionar a pleno hasta, tal vez, unas dos semanas después del paso del cometa. Habrá otros efectos que yo esperaría que duraran por un período relativamente largo (especialmente si el cometa choca contra Marte) y podremos entonces observar esos cambios".

Como ese día es el cumpleaños 60 del que esto escribe, quizás el Cosmos me tenga preparada una sorpresa.

"La vida es una serie de colisiones con el futuro; no es una suma de lo que hemos sido, sino de lo que anhelamos ser". José Ortega y Gasset  

"End of transmission".

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miércoles, 3 de abril de 2013

FOTONES DE PARTICULAS VIRTUALES



Según las leyes de la mecánica cuántica, el vacío absoluto no equivale al concepto de la nada, sino que en él surgen y desaparecen partículas continuamente. Como la existencia de estas partículas es tan fugaz, se las suele llamar partículas virtuales. Sin embargo, bajo las condiciones apropiadas, es factible convertir algunas de esas partículas virtuales en fotones detectables como tales.
El equipo de Sorin Paraoanu y Pasi Lähteenmäki, de la Universidad de Aalto en Finlandia, llevó a cabo un experimento en el que variando la posición, en el vacío, de un dispositivo superconductor de interferencia cuántica, que en este caso esencialmente hace el papel de un espejo, se pueden transformar partículas virtuales en fotones reales que pueden ser observados de forma experimental. En el vacío, hay energía y "ruido" (distorsión), respondiendo su existencia al principio de incertidumbre de la mecánica cuántica.


Para el experimento, los investigadores de la universidad antedicha y del Centro de Investigación Técnica de Finlandia (VTT) usaron un conjunto de los citados dispositivos superconductores de interferencia cuántica. La velocidad de la luz en el dispositivo se puede modificar variando el campo magnético. Desde la perspectiva del campo electromagnético del vacío, la radiación que se refleja en este tipo de dispositivo experimenta la acción de éste como si fuese un espejo en movimiento.
Variando rápidamente la velocidad de la luz en el conjunto de dispositivos, los científicos pueden extraer fotones de microondas del ruido cuántico del vacío.
Los nuevos experimentos confirman los resultados de una investigación anterior, y demuestran el atractivo potencial que los dispositivos superconductores de interferencia cuántica pueden tener para realizar experimentos que no muchos años atrás se habrían considerado exclusivos de la ciencia-ficción.

Entre las futuras direcciones de investigación sobre este tipo de dispositivos, se incluyen experimentos tan fascinantes como la creación de un horizonte de eventos artificial, y la posible observación de radiación de Hawking emanando del mismo.
El horizonte de eventos es la distancia más cercana a la que algo puede acercarse a un agujero negro antes de quedar irremediablemente atrapado en él. Es, por tanto, una frontera entre el espacio-tiempo del universo normal y el espacio-tiempo distorsionado de manera inextricable por el agujero negro.
Esta línea de investigación también podría ayudar a los cosmólogos a obtener pistas importantes para explicar el enigma del nacimiento del universo.


Información adicional: http://sci.aalto.fi/en/current/news/view/2013-02-25/


"He llegado a creer que el mundo es un enigma, pero un inocente enigma hecho terrible por nuestro loco intento de interpretar todo como si existiese una verdad subyacente". Umberto Eco

"End of transmission"

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