Video: El Hubble capta la galaxia más lejana jamás detectada

Un equipo internacional de astrónomos ha logrado un nuevo hito al captar con el telescopio Hubble la galaxia más lejana jamás vista en el universo, informa la página oficial de la NASA.

Observamos una galaxia que existía cuando el universo solo tenía un 3% de su edad actual

"Hemos dado un paso enorme hacia atrás en el tiempo, mucho más allá de lo que creíamos que era posible con el Hubble. Observamos una galaxia que existía cuando el universo solo tenía un 3% de su edad actual", explica Pascal Oesch, de la Universidad de Yale, uno de los autores del hallazgo.

De acuerdo con los astrónomos, la galaxia, llamada GN-z11, brilla con una intensidad sorprendente teniendo en cuenta la distancia que la separa de nuestro planeta: 13.400 millones de años luz.

Los científicos estiman que la edad del universo es de 13.800 millones de años, y la fuente de luz más remota de todas las conocidas hasta el reciente hallazgo está situada a una distancia de 13.200 millones de años luz de la Tierra.

Tomado de:

Actualiad RT

¿Qué había antes del Big Bang?

Distintas investigaciones proponen que hay una historia anterior a ese instante cero de nuestro universo.

Es una pregunta habitual cuando se habla del origen del universo. Y, aunque parezca mentira, no es nueva. Hace 1.600 años, la cuestión fue suscitada en el ámbito teológico: "¿Qué hacía Dios antes de crear los Cielos y la Tierra?". Sin duda una buena pregunta, a la que San Agustín respondió con humor que Dios “preparaba el infierno para los que hacen este tipo de preguntas”. Aparte de esta broma, San Agustín fue más lejos y afirmó, con sagacidad, que no tiene sentido preguntar en qué empleaba Dios su tiempo antes de crear el tiempo. De forma semejante, la pregunta "¿qué pasó antes del instante inicial?" no tiene mucho sentido. Pero, naturalmente, esto puede parecer un mero juego de palabras. Nuestra intuición nos dice que cada instante está precedido por otro, por lo que la idea de un "instante inicial", parece absurda. El problema es que nuestra intuición se basa en nuestra experiencia directa, y esa experiencia es muy limitada. En cuanto nos salimos de las escalas físicas humanas", nuestra intuición suele fallar clamorosamente.

Por ejemplo, a los pensadores de todas las civilizaciones antiguas (con la maravillosa excepción de la griega) les pareció evidente que la Tierra debía ser plana. Estaban extrapolando, erróneamente, la percepción que tenemos cuando nos desplazamos en distancias no mucho mayores que unas decenas de kilómetros. Por supuesto, ahora sabemos que, vista globalmente, la Tierra es redonda. Del mismo modo, el espacio y el tiempo, cuando se consideran globalmente, son muy diferentes de como los percibimos en nuestra experiencia ordinaria.

La teoría

La teoría del Big Bang se basa, a su vez, en la teoría general de la relatividad, formulada por Albert Einstein en 1915, y que representa una de las cumbres del pensamiento humano. Según la teoría de la relatividad, el espacio y el tiempo no son, como podría parecer, magnitudes inertes e inmutables. Por el contrario, el espacio-tiempo, como un todo, se puede estirar y encoger, curvar y retorcer. Su textura se parece más a la de la goma que a la del cristal. Y su geometría está determinada por la materia y energía que contiene. Todo esto son conceptos revolucionarios y fascinantes. El espacio y el tiempo no son el escenario impasible de un gran teatro, dentro del cual tiene lugar una representación. La teoría nos dice que la forma de ese teatro y su evolución temporal están determinados por los actores que pululan dentro de él, es decir, la materia y energía que pueblan el universo.

Es importante subrayar que la teoría de la relatividad no es una mera especulación. Sus predicciones se han comprobado en una enorme variedad de situaciones físicas, hasta el momento sin un solo fallo. Pensemos, por ejemplo, que, desde el punto de vista relativista, algo tan familiar como la fuerza de la gravedad es simplemente la consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo, producida a su vez por la presencia de grandes masas, como planetas y estrellas. De hecho, la teoría de Einstein predice que las fuerzas gravitatorias han de ser tal como prescribe la venerable ley de la gravitación de Newton... con pequeñas correcciones (a veces no tan pequeñas). Y hasta ahora la naturaleza, "cuando ha tenido que elegir", siempre ha dado la razón a Einstein frente a Newton.

Pues bien, cuando se aplica la teoría de la relatividad al universo como un todo, se encuentra que, necesariamente, este ha de pasar por una fase de expansión; es decir, el espacio mismo (con todo su contenido) ha de expandirse, igual que se hincha un pastel en el horno. Vista con los ojos de la teoría de Einstein, la expansión del universo se produce porque el espacio entre las galaxias está dilatándose; o, en otras palabras, se está creando espacio entre ellas. No solo eso, sino que el universo entero que observamos hubo de surgir de un solo punto, en un instante inicial denominado Big Bang.

Por supuesto, los conceptos anteriores no son fáciles de visualizar. Podemos intentarlo utilizando un modelo de universo simplificado, de una sola dimensión espacial (en vez de las tres ordinarias) y una temporal (el tiempo ordinario). En esta imagen, el espacio-tiempo del universo tendría una forma parecida a un gigantesco dedal, como el de la figura. En ese dibujo el tiempo avanza hacia arriba. Cada sección circular del dedal (es decir cada anillo) representa el universo en un instante dado. A medida que avanza el tiempo (y por tanto subimos por la superficie del dedal), los anillos son cada vez más grandes, como consecuencia de la expansión del universo.

El vértice inferior del dedal corresponde al Big Bang: el instante cero, en el que todo el universo estaba comprimido en un punto. En esta imagen, viajar imaginariamente hacia atrás en el tiempo significa deslizarnos hacia abajo por la superficie del dedal. Pero, si una vez alcanzado el instante inicial (Big Bang) intentáramos proseguir en la misma dirección, encontraríamos que regresamos hacia adelante en el tiempo. Es como si paseando por la superficie terrestre nos dirigimos hacia el Sur. En nuestras pequeñas escalas podemos seguir caminando en esa dirección de forma indefinida, pero si llegáramos a alcanzar el polo Sur terrestre, comprobaríamos que no es posible ir más allá. Si insistimos en continuar nuestro viaje, nos encontraremos caminando en dirección Norte.

Notemos que en el dibujo, la superficie de dos dimensiones, que representa el espacio-tiempo, está inmersa en un espacio de tres dimensiones. Esto es consecuencia de una limitación de nuestro cerebro para imaginar superficies curvadas: tenemos que representarlas sumergidas en un espacio tridimensional. Pero matemáticamente no hay ninguna dificultad para formular una superficie o un espacio curvos, sin tener que recurrir a un mundo de dimensionalidad mayor. En nuestro ejemplo, la superficie en forma de dedal que representa el espacio-tiempo no tiene por qué estar sumergida en otro espacio de más dimensiones. Es un universo consistente en sí mismo.

Por tanto, la respuesta a la pregunta "¿qué había antes del Big Bang?" es que nunca hubo un "antes del Big Bang”. ¿Fin de la historia? Podría ser, pero no es seguro.

El artículo completo en:

El País

¿Existió el Big Bang? Proponen que el universo no tuvo principio

Estudios realizados en universidad en Canadá buscan añadir nueva ecuación cuántica a teoría del Bing Bang, demostrando así que el universo no inició en una masa densa. 

La tradicional Teoría del Big Bang que explica el origen del universo podría verse relegada por una nueva teoría basada en una ecuación cuántica. Los estudios, que fueron realizados en la Universidad de Lethbridge cuestionan la conocida teoría ya que es “muy singular”.

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Como conocemos, la teoría explica que al inicio había una masa densa infintesimalmente pequeña que, luego de una explosión, se expandió hasta formar el universo como lo conocemos.

“La singularidad del Big Bang es el problema más grande de la relatividad general, porque las leyes de la física parecen romperse ahí abajo. No explican qué pasó antes o en su momento como única masa densa”, cuestionó Ahmed Farag Ali, uno de los científicos encargados de la investigación.

Es por ello que Ali se une a Saurya Das y proponen que la nueva teoría cuántica podría demostrar que, en realidad, el universo no tuvo ni inicio ni fin. ¿Cómo lo lograron? Ambos usaron ideas del físico teórico David Bohm, conocido por sus contribuciones a la filosofía de la física. Fue Bohm quien en 1950 exploró la geodesia clásica (el camino más corto entre dos puntos de una superficie curva) con trayectorias cuánticas.

Ali y Saurya Das aplican esta teoría a una ecuación más: la ecuación desarrollada por el físico Amal Kumar Raychaudhuri, pero corregida cuánticamente por científicos. De este modo, aplican esta última ecuación a las que propuso Friedman para explicar la expansión y la evolución del universo.

En la relatividad general, un posible destino del Universo es que comienza a contraerse hasta que se derrumba sobre sí mismo en una gran crisis y se convierte en un punto infinitamente denso, una vez más.

Ali y Das explican que tiene una diferencia clave entre geodesias clásicas y trayectorias de Bohm. Las geodesias clásicas finalmente se cruzan entre sí, y los puntos en los que convergen son singularidades. En cambio, las trayectorias de Bohm nunca se cruzan entre sí, por lo que las singularidades no aparecen en las ecuaciones. Es decir, no hay inicio ni fin.

En términos cosmológicos, los científicos explican que las correcciones cuánticas pueden ser consideradas como una constante cosmológica (sin la necesidad de la energía oscura) y un plazo de radiación. Estos términos mantienen el Universo en un tamaño finito, y por lo tanto le dan una edad infinita.

Fuente:

La República

¿Cómo nacen las estrellas?

• Nacen a partir de la agregación del gas y polvo frío de las nebulosas
• Viven gracias al tenso equilibrio entre gravedad y reacciones nucleares

Corazón de NGC 604, una nebulosa con unas 200 estrellas nacientes.NASA/Hui Yang

Las estrellas nacen por azar. Se juntan fragmentos de materia de las nubes frías de gas y polvo que flotan en el espacio, las llamadas nebulosas. Estas partículas se van agregando por atracción gravitatoria hasta formar una gran masa.

Este conglomerado, por efecto de la gravedad, se contrae sobre sí mismo y como consecuencia aumenta en su centro, la densidad, presión y calor. De esta manera, los átomos se mueven cada vez más rápido y chocan unos con otros. En esas condiciones, pronto se inician reacciones de fusión nuclear. Cuando comienzan ha nacido la estrella.

Las agrupaciones de masa que no logran iniciar las reacciones nucleares, es decir, las estrellas frustradas, se denominan enanas marrones. Las que sí lo logran continúan un arduo camino cósmico. Las reacciones nucleares liberan presión del centro de la estrella, contrarrestan el efecto de la gravedad, lo que evita que la estrella colapse sobre sí misma.

La estrella vivirá gracias a ese tenso equilibrio entre gravedad y reacciones nucleares. Morirá cuando la gravedad gane la batalla, algo que sucederá sin excepción.

Evolución estelar

Las estrellas evolucionan a medida que van agotando su masa, que es el combustible de las reacciones nucleares. Cuanto más masa tiene una estrella, más combustible tiene para alimentar su ‘motor’ y brilla más, pero vive menos tiempo.

Cuando se agota el combustible de su centro, la estrella vuelve a contraerse y aumenta de nuevo su temperatura, lo que favorece las aparición de nuevas reacciones nucleares. Esta vez se producen en la siguiente capa de masa alrededor de la central, que ya está gastada y contrayéndose. Esta capa circundante se expande y así la estrella se hace más grande.

El aumento de volumen es el responsable del cambio de color de las estrellas. Cuanto más grande, más se enfrían las capas externas y emiten luz visible en un color determinado. Las estrellas más frías son rojas (con unos 2800 ºC), las amarillas rondan los 5500 ºC, las más calientes son azules (aproximadamente 20.000 ºC) y las verdosas (100.000 ºC).

Un estrella típica de masa media es nuestro Sol. Es joven, tiene tan solo unos 4.600 millones de años. Es una gigante amarilla y dentro de 7.000 millones de años habrá madurado y se habrá convertido en una gigante roja.

Será unas cien veces más grande de lo que es en la actualidad y habrá engullido a la Tierra. Morirá a la edad de 12.000 millones de años tras perder gran parte de su masa, que habrá lanzado eyectada en todas direcciones formando una nebulosa planetaria. Será entonces una enana blanca, que brillará con debilidad hasta que se agote, se vuelva negra e inerte.

La mayoría de la estrellas mueren como enanas blancas, excepto las estrellas supermasivas, que son de color azul. Ellas tienen un final apoteósico. Su final consiste en una explosión de brillo excepcional llamada supernova. Desprenden en unos pocos segundos tanta energía como la que ha emitido y emitirá nuestro Sol en toda su existencia.

Fuente:

RTVE Ciencia
 

Diferentes teorías sobre qué son el espacio y el tiempo

Zeeya Merali ha entrevistado al físico Mark Van Raamsdonk (Univ. Columbia Británica en Vancouver, Canadá), uno de los padres de la idea ER=EPR, sobre qué es el espaciotiempo. Su respuesta es sencilla: “pura información codificada en un holograma” cual una película de ciencia ficción como Matrix. El “principio holográfico” puede parecer extraño, pero según Van Raamsdonk es fundamental para entender la relación entre la relatividad general, que explica cómo la gravedad es resultado de la curvatura del espaciotiempo, y la mecánica cuántica, que gobierna el mundo subatómico. Recomiendo la lectura de Zeeya Merali, “Theoretical physics: The origins of space and time,” Nature 500: 516–519, 29 Aug 2013. Me permito un traducción libre en forma de resumen para quienes no tengan acceso a este interesante artículo.




Merali ha aprovechado que Van Raamsdonk y muchos colegas están reunidos en el “KITP Rapid Response Workshop: Black Holes: Complementarity, Fuzz, or Fire?,” organizado entre el 19 y el 30 de agosto por Raphael Bousso (UCB), Samir Mathur (OSU), Rob Myers (PI), Joe Polchinski (KITP), Lenny Susskind (Stanford) y Don Marolf (UCSB) [listado de las charlas con enlaces a los vídeos]. Confieso que yo he visto todas las charlas de la semana pasada. Para entender muchas de ellas hay que leer los artículos técnicos más recientes de los conferenciantes, pero lo más interesante no es el contenido, sino el diálogo entre expertos y las discusiones al margen sobre las ideas presentadas. Obviamente, sólo recomendable para frikis de estos asuntos.

El principio holográfico se inspiró en la entropía de Hawking-Bekenstein asociada a los agujeros negros (que es proporcional al área del horizonte de sucesos, en lugar de al volumen como en cualquier objeto material). Esta entropía corresponde a un conjunto de microestados del agujero negro que están de alguna forma codificados en el horizonte de sucesos, que actúa como un holograma plano que almacena la información del espacio tridimensional que acota. El físico argentino Juan Maldacena (Instituto de Estudio Avanzado de Princeton, Nueva Jersey) publicó en 1998 un modelo holográfico del universo que aplicó la misma idea al espaciotiempo, que sería un concepto emergente a partir de la información holográfica. Esta información equivaldría a partículas cuánticas en una teoría cuántica de campos asociada al holograma.

En 2010, Van Raamsdonk estudió que pasaría si las partículas del holograma estuvieran entrelazadas (el entrelazamiento cuántico corresponde a correlaciones entre partículas que garantizan que al medir el estado de una partícula también se altera el estado de la otra partícula). Descubrió que si todas estas partículas están entrelazadas a pares (monogamia del entrelazamiento), cuando se rompe este entrelazamiento entre dos partículas es como si se divide el espaciotiempo tridimensional interior al horizonte en dos partes. Repitiendo el procedimiento el volumen del espaciotiempo se va reduciendo en potencias de dos. Para Van Raamsdonk es como si el entrelazamiento cuántico en el holograma fuera lo mismo que el espaciotiempo emergente. Según Maldacena, “la información cuántica en el holograma es fundamental y el espaciotiempo es emergente.”

  

La gravedad emergente a partir de la termodinámica también nació al tratar de generalizar a todo el espaciotiempo la entropía de Hawking-Bekenstein. En 1995, Ted Jacobson (Univ. Maryland en College Park) postuló que todo punto en el espacio pertenece al horizonte de sucesos de un microagujero negro y a partir de esta idea derivó las ecuaciones de Einstein de la relatividad general (usando sólo conceptos termodinámicos sin introducir de forma explícita el concepto de espaciotiempo, que emerge a partir de los primeros). La idea alcanzó la fama en 2010, cuando Erik Verlinde (Univ. de Amsterdam) dio un paso más allá derivando las leyes de Newton a partir de la termodinámica estadística de los constituyentes del espaciotiempo (sean estos lo que sean). Thanu Padmanabhan (Centro Interuniversitario de Astronomía y Astrofísica de Pune, India) mostró que las ecuaciones de Einstein se pueden reescribir en una forma equivalente a las leyes de la termodinámica.

Verificar estas ideas mediante experimentos es muy difícil, porque los constituyentes discretos del espaciotiempo se estima que tienen una tamaño en la escala de Planck. Sin embargo, se puede medir su efecto sobre la propagación de los fotones de muy alta energía en los rayos gamma producidos en fenómenos violentos del universo. Giovanni Amelino-Camelia (Univ. de Roma) y varios colegas publicaron en abril de 2013 los primeros indicios de este fenómeno, que tendrán que ser confimados en los próximos años. También están en curso varios experimentos en laboratorio. Por ejemplo, en 2012, físicos de la Univ. de Viena y del Imperial College de Londres propusieron un experimento de interferometría para estudiar la estructura discreta del espaciotiempo. 

La gravedad cuántica de bucles nació a mitad de los 1980 gracias al trabajo de Abhay Ashtekar (Instituto de Física Gravitacional y Geometría, Univ. Estatal de Pensilvania) y otros que describieron el tejido del espaciotiempo como una red de enlaces que portan información cuántica sobre las áreas y los volúmenes. Estos enlaces pueden cerrarse sobre sí mismos formando bucles (que no tienen nada que ver con las “cuerdas” de la teoría de cuerdas). Los bucles son cuánticos y definen una unidad mínima de área (la unidad de área en la escala de Planck) de forma similar a como la mecánica cuántica aplicada a un átomo de hidrógeno define un estado de energía mínima para su electrón. Esta unidad de área no se puede curvar demasiado con lo que no se pueden producir singularidades en curvatura como las que predice la gravedad de Einstein en el interior de los agujeros negros o en el Big Bang.

En 2006, simulaciones por ordenador realizadas por Ashtekar para la singularidad del Big Bang, y por Rodolfo Gambini (Univ. de la República, Montevideo, Uruguay) y Jorge Pullin (Univ. Estatal de Luisiana, Baton Rouge) para un agujero negro demostraron cómo evita las singulariades la gravedad cuántica de bucles. Sin embargo, esta teoría aún tiene muchos problemas básicos que resolver, por ejemplo, cómo unificar la gravedad con otras fuerzas o cómo emerge el espaciotiempo a partir de la red de información cuántica de los bucles.



La teoría de redes causales nació con el trabajo pionero Rafael Sorkin (Perimeter Institute, Waterloo, Canada). Esta teoría postula que los bloques que forman el espaciotiempo son puntos matemáticos conectados por enlaces causales, que conectan pasado con futuro. En una simulación por ordenador la red resultante construye el espaciotiempo de forma gradual, lo que según Sorkin “permite ver cómo emerge el espaciotiempo a partir de los puntos originales igual que la temperatura emerge a partir de los átomos de un gas. ¿Qué es la temperatura de un sólo átomo? De igual forma no tiene sentido preguntar dónde está el espaciotiempo en la red causal.”

A finales de los 1980, Sorkin calculó el número de puntos en el universo observable y su razonamiento le llevó a inferior que existía una pequeña energía intrínseca que causa que el universo acelere su aceleración. Esta predicción se confirmó en 1998 con el descubrimiento de la energía oscura. Según Sorkin, “su predicción fue la primera predicción de la teoría cuántica de la gravedad.” Obviamente, no todo el mundo opina lo mismo. 

Las triangulaciones dinámicas causales son una variante de las redes causales que nació a principios de los 1990 y cuya simulación por ordenador tiene ciertas ventajas técnicas. Los bloques de espaciotiempo son símplices tetradimensionales (la generalización de un triángulo o un tetraedro a cuatro dimensiones) que de forma espontánea se agregan unos a otros mientras sufren fluctuaciones cuánticas aleatorias. Las simulaciones de Renate Loll (Univ. Radboud, Nijmegen, Holanda) resultan en “universos” exóticos con una geometría muy complicada y un número erróneo de dimensiones (o muchas o muy pocas). Sin embargo, cuando se fuerza que el pegado de símplices preserve la causalidad se obtienen universos en cuatro dimensiones que son diferenciables (muy similares a nuestro universo).

La idea de que en el Big Bang el universo nació con sólo dos dimensiones (una de espacio y una de tiempo) y que fue ganando dimensiones conforme fue evolucionando es muy sugerente. Aún así, todavía nadie ha derivado las ecuaciones de la gravedad a partir de esta idea, aunque algunos expertos creen que la aparición de la energía oscura en los universos que crecen hasta alcanzar cuatro dimensiones es un signo de que la idea no es del todo incorrecta.

El artículo de Merali concluye así, sin ofrecer una respuesta, pero se decanta claramente por el principio holográfico. Hay muchas otras ideas sobre la emergencia del espaciotiempo que han sido publicadas y que quizás merecerían estar en la lista, pero las que están son sugerentes.

FUENTE:

Francis Emule Science News

¿ El universo podría existir sin necesidad de Big Bang? Claro que sí...

Fotogalería: La imagen del día del espacio
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Investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) han demostrado con modelos matemáticos que el universo se expande de forma acelerada debido a una pequeña constante cosmológica que actúa contra la gravedad, tal como evidencian experimentalmente las teorías cosmológicas de los últimos unos años.

En un artículo que publica la prestigiosa revista Physical Review Letters, los investigadores Jaime Haro y Jaume Amorós, del Departamento de Matemática Aplicada I de la UPC, retoman el modelo del universo introducido originalmente por Albert Einstein a finales de los años veinte en un intento de unificar la gravitación y el electromagnetismo, y aplicar esta teoría en cosmología. Los autores llegan a la explicación de dos de los principales dilemas de la cosmología actual: por qué el universo no presenta singularidades, a pesar de que la mayoría de modelos estándar predicen su existencia, y por qué la expansión del universo es acelerada, en lugar de ser decelerada como predice la cosmología basada en la teoría de la relatividad general de Einstein.

Para resolver el problema de la constante cosmológica de Einstein, los matemáticos españoles se han basado en la técnica matemática del teleparalelismo, que fue introducida en física por Einstein en los años 20. Los resultados de la investigación muestran un universo primitivo en el cual el Big Bang no existe y que evoluciona hasta nuestro universo actual, en el que una pequeña constante cosmológica actúa contra la gravedad para acelerar su expansión.

La teoría del Big Bang producido de acuerdo a la relatividad general, precedía que el universo tiene que ser de tamaño estático o expandirse con velocidad decreciente. Las observaciones astronómicas de los últimos años, cada vez más precisas, contradicen esta teoría clásica. Los astrónomos Perlmutter, Schmidt y Riess, que obtuvieron el premio Nobel de Física en 2011, ya descubrieron dicha contradicción en 1998. Las observaciones de estos científicos mostraban que el universo se expande con velocidad creciente. Ahora, los investigadores de la UPC han evidenciado esta última teoría con modelos matemáticos.

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Muy Interesante 

La sonda WMAP determina cómo nació el Universo

La sonda WMAP de la NASA ha dado una explicación de cómo nació el Universo. Según el equipo científico, se ha determinado con gran precisión la edad Universo, la densidad de los átomos, la época donde las primeras estrellas comenzaron a brillar y la densidad del resto de materia no atómica.

La sonda, lanzada por la NASA en el 2001 y retirada hace dos años, ha dado sus primeras conclusiones finales. Al parecer, con un grado de precisión sobre algunos aspectos del Universo cerca de 68.000 más precisos que cualquier modelo anterior.

El trabajo principal de la sonda ha sido el de tomar una "radiografía" completa del cosmos observando el resplandor del Universo caliente y llegando a un momento en el que tan sólo tenía 375.000 años de edad (actualmente contaría con 13.700 millones de años).

El resultado final es una imagen del universo en sus comienzos, una aproximación que permite con un alto grado de precisión explicar lo que aconteció en el pasado. De entre las conclusiones, los investigadores hablan de datos que vienen a refrendar la teoría del Big Bang o la teoría de la "inflación", aquella que predica que el Universo tuvo un período dramático inicial de expansión llegando a un crecimiento de más de un billón de billones de veces en menos de un billón de una billonésima parte de segundo. De estas expansiones nacerían las galaxias en el tiempo.

Por último, los investigadores han destacado que WMAP ha dado la posibilidad de ajustar la fecha en la que comenzaron a brillar las primeras estrellas, una época que se remontaría a 400 millones de años de vida del Universo.

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El Hubble descubre la galaxia más antigua del Universo hallada hasta ahora

Imagen de la galaxia UDFj-39546284. | Hubble

El telescopio espacial Hubble ha descubierto un cúmulo de siete galaxias que existieron sólo unos pocos cientos de millones de años después del nacimiento del Universo. Entre ellas hay una que puede ser la más antigua encontrada por los científicos hasta la fecha.

Según han explicado los autores del trabajo, publicado en 'The Astrophysical Journal Letters', mientras que seis de las galaxias observadas se habrían formado 600 años después del Big Bang, la que es considerada la más antigua, conocida como UDFj-39546284, existe desde que el Universo tenía solo 380 millones de años. Además, también es la galaxia más lejana que jamás haya visto.

No es la primera vez que los científicos identifican UDFj-39546284, pero, hasta ahora, se creía que se había forma 500 millones de años después del nacimiento del cosmos. Han sido los datos aportados por Hubble los que han modificado las teorías.

El primer censo fiable

Según ha explicado la NASA, estas siete galaxias constituyen "el primer censo fiable de la época desde 400 millones hasta 600 millones años después del nacimiento del Universo". Este censo detecta un aumento constante de las galaxias en este periodo, lo que sugiere que la formación de las primeras estrellas y galaxias -el llamado 'amanecer cósmico'- pasó poco a poco y no fue un "hecho único y dramático".

El autor principal del estudio, Richard Ellis, ha explicado que Hubble ha realizado observaciones en una pequeña porción de cielo conocida como el 'Campo Ultra Profundo'. El telescopio ha observado la zona durante muchas horas para acumular suficiente luz para detectar objetos extremadamente débiles y distantes. Los investigadores usaron la Wide Field Camera 3 del Hubble para estudiar el campo profundo en el infrarrojo cercano durante agosto y septiembre de 2012.

Los astrónomos usaron filtros especiales para medir el corrimiento al rojo de las galaxias, es decir, lo que su luz se ha estirado por la expansión del espacio. A partir de los desplazamientos hacia el rojo, los investigadores fueron capaces de calcular la distancia de cada galaxia, revelando su edad.

Fuente:

El Mundo Ciencia 

Desmontando el argumento creacionista de la reducción del tamaño del Sol

Una de las cantinelas más repetidas por parte de algunos creacionistas es la que tiene que ver con la edad de la Tierra. Para estos seres dotados de un especial entendimiento de los pasajes de la Biblia, nuestro planeta fue creado por Dios hace apenas unos pocos miles de años. Para justificar su afirmación recurren a argumentos que van en contra de las evidencias científicas conocidas acerca de los registros fósiles, los procesos radiactivos y alguna que otra. Una de las más estrambóticas, siempre a mi juicio, está relacionada con la disminución progresiva del tamaño del Sol, el astro que nos da la vida, gracias a Dios.

Veréis, probad a echarle un vistazo a este artículo publicado en el año 1980 en la web del Institute for Creation Research. Allí se afirma que el diámetro de nuestra estrella se está contrayendo a razón de 1,5 metros cada hora y, por lo tanto, de haberse mantenido constante este ritmo, hace algo menos de 23 millones de años, el Sol presentaba un radio aproximado igual al de la órbita de la Tierra, es decir, 150 millones de kilómetros. La consecuencia lógica es que nuestro planeta no podía existir y su edad, en consecuencia, no puede ser mayor de esos 23 millones de años. En realidad, debería ser bastante inferior, pues las altas temperaturas por tener tan cerca al Sol no serían aptas para la vida durante gran parte de ese tiempo.

Puede que a muchos de vosotros, gente razonable que no cree en paparruchas, os parezca una pérdida de tiempo discutir acerca de las exóticas ideas de estos personajillos ociosos que no dominan ni el conocimiento más mínimo de la física elemental. Claro que siempre nos podrán decir que la física también está equivocada (en cuyo caso yo llevo 24 años estafando al estado, y dando clase de una enorme mentira, que me paga relativamente bien a final de mes) y echarán por tierra cuantos argumentos se les proporcionen de forma altruista, como yo mismo me dispongo a hacer inmediatamente. Pero es lo que hay y ya que no tengo nada más importante que hacer en estos momentos, pues qué demonios (huy, perdón), pasemos un rato aprendiendo algo, que tampoco viene mal si algún estudiante de bachillerato le da por leer esta entrada. Así que manos a la obra y prestad atención. Será breve porque el nivel de tontería es tan grande que se desmonta en un par de párrafos.

Bien, veamos. Admitamos por un momento que los creacionistas tienen razón y el Sol está reduciendo su tamaño a razón de 1,5 metros por hora. Si la física newtoniana no está equivocada, entonces dicha contracción deberá ir acompañada de una disminución equivalente en su energía potencial gravitatoria, una cantidad que es directamente proporcional al cuadrado de la masa del Sol e inversamente proporcional a su radio. Si se supone que la masa de la estrella permanece prácticamente sin modificar durante el proceso, resulta que la energía potencial antes aludida debe ser liberada en forma de radiación luminosa (siempre que se cumpla la ley de conservación de la energía, claro, cosa harto discutible para los creacionistas). Un cálculo elemental arroja que la luminosidad del Sol debería incrementarse desde los actuales 383 cuatrillones de watts hasta los 69.200 cuatrillones de watts, es decir, un factor 180.

Si el cálculo anterior resultase correcto, que lo es, y tuviésemos en cuenta que el 30% de la radiación solar que llega a la Tierra es devuelta al espacio por ésta debido al efecto albedo, solamente habría que aplicar la ley de Stefan-Boltzmann que tantas veces hemos visto por estos lares, para llegar a la conclusión evidente y trivial de que la temperatura que alcanzaría nuestro planeta sería de 659 ºC, casi 60 grados por encima del punto de fusión del plomo. En estas condiciones, ni Dios sería capaz de mantener al ser humano con vida. ¡Anda, mira qué frase tan simpática me ha salido!

Pero no terminan aquí los argumentos en contra de la contracción solar. Si, análogamente, dedicásemos 30 segundos a determinar el incremento de la temperatura en la superficie del Sol que debería producirse con el fin de dar cuenta de la nueva luminosidad, el cálculo arrojaría un resultado ciertamente sorprendente: unos 21.000 grados (poco importa que sean centígrados o kelvin, os lo puedo asegurar), en contraste con los 5.800 kelvin que observamos actualmente (a no ser que los instrumentos también nos estén engañando). Con semejante temperatura superficial podemos emplear la célebre ley de Wien (comprobada en cientos de ocasiones) para estimar la longitud de onda a la que el Sol emitiría preferentemente las radiaciones electromagnéticas al espacio. Pues bien, dicha longitud de onda caería en los 137 nanómetros, esto es, en la región ultravioleta del espectro y no en los 500 nanómetros del rango visible que indican, una vez más, nuestros mejores instrumentos. ¿Habrá querido Dios, en su infinita bondad y misericordia, que el melanoma nos lleve a todos al cielo? ¿O, en su infinita sabiduría, habrá dispuesto una capa de ozono bien gorda?

Fuente original:

The solar contract? M. Bayliss, P. Dodd, F. Kettle, T. Sukaitis and A. Webb. Journal of Physics Special Topics, Vol. 10, No. 1, 2011.

Fuente:

La Física en la Ciencia Ficción

MIT “encuentra” el nacimiento de las primeras estrellas del Universo

Un grupo de investigadores del MIT ha anunciado lo que han denominado como "uno de los acontecimientos más importantes de la historia del Universo". Han conseguido mirar hacia atrás en el tiempo, a la época de las primeras estrellas y galaxias, encontrando la materia sin mancha apreciable de elementos pesados. Una medición conseguida tras el análisis de la luz del quásar más distante conocido, un núcleo galáctico de más de 13 millones de años luz de la Tierra.

Según Robert Simcoe, del MIT:

El nacimiento de las primeras estrellas es uno de esos momentos importantes en la historia del Universo. Ocurrió en el Universo primitivo, y eran objetos sólo de gas y materia oscura. Se trata del momento en el que el Universo empezó a parecerse a lo que es hoy en día. Y es increíble lo temprano que sucedió, no pasó tanto tiempo.

Lo que han observado los investigadores es la materia anterior a la creación de los elementos pesados del Universo. Actualmente es aceptado que en los minutos después del Big Bang, los protones y los neutrones colisionaron en una fusión nuclear para formar hidrógeno y helio.

Como el Universo enfrió, la fusión se detuvo generando estos elementos básicos, dejando el hidrógeno como el principal constituyente del Universo. Los elementos más pesados, como el carbono y el oxígeno, se formaron cuando las primeras estrellas aparecieron.

Como decíamos, para llevar a cabo tal descubrimiento, desde el MIT se analizó la luz del quásar más distante conocido, un núcleo galáctico de más de 13 millones de años luz de la Tierra que ofrece una instantánea del Universo sólo 750 millones de años después del Big Bang.

El análisis de espectro de luz del quásar no aportó pruebas de elementos pesados en la nube de gas, un hallazgo que sugiere que los datos del quásar se produjeron en el mismo tiempo que las primeras estrellas del Universo. Según Simcoe:

Las primeras estrellas se forman en lugares diferentes en el universo... no se encendieron al mismo tiempo. Pero este es el momento en que empieza a ser interesante.

Y es que hasta ahora los científicos sólo habían sido capaces de observar objetos a menos de 11 millones de años luz. Todos estos elementos se mostraban pesados, lo que sugerían estrellas que ya eran abundantes en ese punto. John O´Meara, profesor de física, lo explicaba así:

Antes de este resultado, no habíamos visto las regiones del universo viejas y carentes de elementos pesados, así que había un eslabón perdido en nuestra comprensión de cómo el contenido elemental del universo ha evolucionado con el tiempo. Posiblemente este descubrimiento proporciona ese entorno tan poco frecuente en el universo, cuando se formaban las estrellas.

Los investigadores tuvieron en cuenta todos los escenarios de otro tipo que pudieran explicar los patrones de luz que observaron, incluyendo las galaxias recién nacidas y otras materias situado en frente del quásar. Sus esfuerzos finalmente confirmaron que el espectro de la luz del quásar indicaba una ausencia de elementos pesados 750 millones años después del Big Bang.

En el futuro, Simcoe espera analizar otros cuásares de esta era temprana para confirmar aún más la ausencia de elementos pesados.

Fuente:

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¿Hay lugar para Dios en el Big Bang?

Por Victoria Gill

Ciencia y fe

La primera persona en proponer la teoría del Big Bang fue un sacerdote católico. Georges Lemaitre también era profesor de física en la Universidad Católica de Lovaina cuando, en 1931, propuso en un documento académico que el Universo en expansión debía haberse originado en un punto finito en el tiempo. Sus intereses religiosos eran para él tan importantes como su ciencia, y fungió como presidente de la Academia Pontificia de Ciencias desde 1960 hasta su muerte en 1966.
 

Charles Darwin, de quien se puede decir que detonó el debate de religion vs. ciencia, luchó con su propia fe. Darwin creció en la fe anglicana y en sus diarios de exploración en su barco, el Beagle, incluso se refirió a sí mismo como "bastante ortodoxo". En su autobiografía, Darwin escribió: "El misterio del principio de todas las cosas es insoluble para nosotros; y por mi parte me debo conformar con permanecer como agnóstico"

El descubrimiento del bosón de Higgs está tan fresco que la exhibición en el museo de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (Cern) no se ha actualizado todavía.

En la obra expuesta -un cortometraje que proyecta imágenes del nacimiento del Universo en una enorme pantalla- el narrador pregunta: "¿Encontraremos el bosón de Higgs?" 

Ahora que finalmente ha sido visto -un descubrimiento científico que nos acerca más que nunca a los primeros momentos después del Big Bang- Cern ha abierto sus puertas a eruditos que toman un enfoque muy diferente hacia la pregunta de cómo se creó el Universo.

El 15 de octubre, un grupo de teólogos, filósofos y físicos se reunió dos días en Ginebra para hablar sobre el Big Bang.

¿Qué ocurrió cuando personas de tan distintas visiones del Universo se sentaron a discutir?

"Me di cuenta que era necesario discutirlo", dijo Rolf Heuer, director general de Cern.

"Necesitamos, como científicos ingenuos, discutir con filósofos y teólogos la época anterior al Big Bang".

clic Vea también: dentro de la máquina del Big Bang

Antes del Big Bang

Uno de los organizadores de Cern de esta inusual reunión fue Wilton Park, un foro global establecido por Winston Churchill.

Es una organización usualmente asociada con discusiones de alto nivel sobre política global e incluso intercambios confidenciales sobre asuntos de seguridad internacional, lo cual quizás enfatiza cuán seriamente toma Cern este encuentro.

Pero la misma idea de un "tiempo antes del Big Bang" es un territorio imposible para los físicos.
Es una zona de pura especulación; antes del tiempo y el espacio como los científicos los entienden, y donde las leyes de la física se rompen completamente.

Entonces ¿lo hace eso un ámbito en el que se puedan entender la ciencia y la religión?

Uno de los participantes más francos, Lawrence Krauss, un físico teórico y director del Proyecto Orígenes en la Universidad Estatal de Arizona, afirma que definitivamente no.

"Uno tiene la impresión de una reunión como esta que a los científicos les importa Dios; pero no", indica.

"No puedes refutar la teoría de Dios".

"El poder de la ciencia es incierto. Todo es incierto, pero la ciencia puede definir esa incertidumbre".

"Por eso la ciencia progresa y la religión no".

Pero la sugerencia de que ciencia y religión son fundamentalmente incompatibles fue un motivo de discordia durante la reunión.

John Lennox, profesor de matemáticas en la Universidad de Oxford, también se declara cristiano. Él piensa que le solo hecho de que los seres humanos puedan hacer ciencia es evidencia para Dios.

"Si los ateos tienen razón en que la mente hace ciencia... es el producto de un proceso no guiado sin sentido".

"Ahora, si supieras que tu computadora es producto de un proceso no guiado sin sentido, no confiarías en ella".

"Por eso, para mí el ateísmo socava la racionalidad que necesito para hacer ciencia".

Pero este debate aparentemente insoluble de Dios versus ciencia fue sólo una parte del encuentro.

Heuer expresó que deseaba que los participantes "desarrollaran un entendimiento común" de la visión de los demás.

Pero incluso intercambiar ideas fue por momentos engorroso; científicos y filósofos suelen hablar lenguajes muy diferentes.

Educarse mutuamente

El descubrimiento de una "partícula de Higgs" precedió este encuentro de religiosos y científicos.

Andrew Pinsent es director de investigación en el Centro Ian Ramsey para la Ciencia y la Religión de la Universidad de Oxford. También es un físico entrenado que alguna vez trabajó en Cern.
"Tenemos que educarnos mutuamente en los términos que usamos", dice.

Por ejemplo, explica, "los filósofos han estado discutiendo el significado de la [palabra] verdad durante siglos".

Pero para muchos físicos, usar esa palabra es un territorio incómodo cuando hablan de lo que sabemos sobre el Universo y el Big Bang.

Krauss afirma que la palabra está en el centro de "una de las diferencias fundamentales entre ciencia y religión".

"Quienes son religiosos creen que conocen la verdad", indica.

"Y saben la respuesta antes de que se haga la pregunta. En cambio, con los científicos es exactamente lo contrario".

"En la ciencia, aunque usamos la palabra verdad, lo que realmente importa es si funciona".

"Por eso es un asunto sensible, porque si sabes la verdad, no necesitas lidiar con esta preguntita de si algo funciona o no".

A pesar de la barrera de visiones opuestas del mundo y léxicos incompatibles, Pinsent cree que colaborar con la filosofía podría ayudar a la ciencia a enfrentar mejor las preguntas muy grandes.

"No ha habido nuevos avances conceptuales en la física en un cuarto de siglo", afirma.

Agrega que esto es en parte porque la ciencia en aislamiento "es muy buena para producir cosas" pero no para producir ideas".

Invoca a Einstein como ejemplo de un científico verdaderamente filosófico.

"Empezó formulando las preguntas que haría un niño", puntualiza Pinsent, "como '¿qué sería cabalgar sobre un rayo de luz?'"

Y Heuer acepta la idea de llevar filosofía al mismo Cern.

"No iría tan lejos como dejarlos hacer experimentos aquí", bromea, "pero no tendría ningún problema en tener un filósofo residente".

¿Demasiado especializado?

La misma idea de un "tiempo antes del Big Bang" es un territorio imposible para los físicos.

La principal conclusión del evento fue simple: seguir hablando.

"Enfrentamos un problema en nuestra cultura de hiperespecialización", señala Pinsent.

"Esta ignorancia de otros campos puede causar problemas, como una carencia de cohesión social".

Y aunque Krauss dijo que la reunión se sintió a ratos como "gente que no se puede comunicar al tratar de comunicarse", incluso ve algún valor en este intercambio algo esotérico.

"Mucha gente de fe ve la ciencia como una amenaza", indica.

"No creo que la ciencia sea una amenaza, así que es útil para los científicos mostrar que no lo ven necesariamente de esa manera".

Como dijo un colaborador durante el encuentro: "la religión no agrega a los hechos científicos, sino da forma a nuestra visión del mundo".

Y como Cern está buscando pistas sobre cómo existió el mundo para empezar, desea ver cómo sus descubrimientos encajarían en cualquier visión del mundo.

Fuente:

BBC Ciencia

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El Big Bang fue en realidad un cambio de fase

Artículo publicado por Natalie Wolchover el 21 de agosto de 2012 en SPACE.com

¿Cómo se inició el universo? Tradicionalmente se ve al Big Bang como el momento en el que un paquete de energía infinitamente denso estalla súbitamente, expandiendo las tres direcciones espaciales y enfriándose gradualmente conforme lo hace.

Ahora, un equipo de físicos dice que el Big Bang debería modelarse como un cambio de fase: el momento en que un universo amorfo análogo al agua líquida enfriada, cristaliza repentinamente para formar un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, que sería análogo al hielo.

Big Bang © by { pranav }

En el nuevo estudio, el autor principal James Quach y sus colegas de la Universidad de Melbourne en Australia dicen que la hipótesis puede ponerse a prueba buscando defectos en la estructura del espacio-tiempo cuando se cristalizó el universo. Actualmente, el universo tiene unos 13 700 millones de años.

“Piensa en los inicios del universo como en un líquido”, dice Quach en un comunicado. “Luego, cuando se enfría el universo, ‘cristaliza’ en las tres dimensiones espaciales y una temporal que vemos hoy. Imaginado de esta forma, cuando se enfría el universo, esperaríamos que se formasen grietas, similares a las que se forman en el hielo cuando se congela el agua”.

De existir, estas grietas serían detectables, dicen los investigadores, debido a que la luz y otras partículas se curvarían o reflejarían cuando cubren su camino a través del cosmos.

La idea de que el espacio y el tiempo son propiedades emergentes que se materializan repentinamente a partir de un estado amorfo, se propuso inicialmente por físicos del Instituto Perimeter de Canadá en 2006. Conocida como “quantum graphity”, la teoría mantiene que la geometría de cuatro dimensiones del espacio-tiempo descubierta por Albert Einstein no es fundamental; en su lugar, el espacio-tiempo es más similar a una retícula construida a partir de bloques básicos discretos de espacio-tiempo, de la misma forma que la materia tiene aspecto continuo, pero en realidad está hecha de bloques básicos llamados átomos.

Originalmente, a temperaturas extremadamente altas, los bloques básicos eran como el agua líquida: no tenían estructura, “representando un estado sin espacio”, escriben los investigadores en su artículo. En el momento del Big Bang, cuando la temperatura del universo empezó a bajar hasta el “punto de congelación” de los bloques básicos de espacio-tiempo, cristalizaron en la forma de retícula tetradimensional que vemos hoy.

Las matemáticas que describen la teoría cuadran bien, pero “el desafío ha sido que estos bloques básicos de espacio son muy pequeños, por lo que es imposibles verlos directamente”, explica Quach. Desde el punto de vista humano, el espacio-tiempo parece suave y continuo.

No obstante, aunque los propios bloques básicos podrían ser demasiado pequeños para detectarlos, los físicos esperan observar los límites que se habrían formado cuando las regiones de cristalización de los bloques básicos chocaron entre sí en el momento del Big Bang, creando “grietas” en el universo. Se requiere más trabajo para predecir la distancia media entre grietas – no se sabe si es microscópica o de años luz – para caracterizar sus efectos sobre las partículas.

La investigación de Quach y su equipo se detalla en el ejemplar de este mes de la revista Physical Review D.

Fuente:

Ciencia Kanija

El CERN busca el origen del Universo, esta vez desde el espacio

Vista de la Estación Espacial Internacional. | Agencia Espacial Europea

Una de las primeras experiencias de todo astronauta es ver unos flashes que atraviesan su cuerpo incluso con los ojos cerrados. Son los rayos cósmicos, una radiación cuyo origen se desconoce pero que el detector de partículas AMS, instalado en la Estación Espacial Internacional, pretende desentrañar.

El 16 de mayo del 2011, Mark Kelly, el comandante que tripuló el último viaje del transbordador espacial Endeavour, de la NASA y sus cinco tripulantes, transportaron el Espectómetro Magnético Alpha (AMS), un detector de física de partículas, concebido por el CERN (Centro Europeo de Física de Partículas), y que fue instalado en la Estación Espacial Internacional (ISS).

Un año después, el AMS -construido con la colaboración de 600 científicos de 16 países distintos- ha transmitido 18.000 acontecimientos de flujos de rayos cósmicos del espacio al Centro de control y operaciones del CERN.

"Hace once años, cuando hice mi primer viaje espacial me sorprendí de seguir viendo unos flashes atravesando mis pupilas, mi cuerpo. Desde ese momento me interesé por los rayos cósmicos, y estoy muy feliz de haber participado en una experiencia para conocerlos un poco mejor", explicó este miercoles, en rueda de prensa, Kelly.

Ahora los tripulantes del Endeavour han visitado el Centro acompañados de sus familias para celebrarlo. "El AMS fue el último instrumento en ser instalado en la ISS, con él está completa. Para mí, el AMS es el experimento científico más importante con el que cuenta la estación", afirmó rotundo Kelly.

El AMS fue puesto en marcha hace justo cien años después de que el físico austríaco Victor F.Heiss descubriera los rayos cósmicos, y precisamente uno de los objetivos del aparato es medir las propiedades de la radiación cósmica.

La órbita de la ISS, entre 370 y 420 kilómetros de altitud, elimina los efectos de las colisiones con la atmósfera que enmascaran la naturaleza y las propiedades de la radiación cósmica.

"El proyecto proporcionará información muy valiosa acerca de la dosis de radiación a la que se expondrían las tripulaciones de futuros viajes espaciales de muy largo recorrido", explicó a Efe Manuel Aguilar, director del departamento de investigación básica del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológica de España (CIEMAT).

"Se calcula que sólo en la ida a Marte, los astronautas estarían expuestos a la mitad de la dosis de radiación letal para un ser humano. No les haría falta volver", agregó Aguilar.

Con los medios actuales, se tardaría 6 meses en llegar a Marte, mientras que para alcanzar la ISS sólo se demora 4 días y, eso teniendo en cuenta los periodos de adaptación de la tripulación y las exigencias de ajuste entre el transbordador y la estación espacial.

Otros objetivos del AMS

Otro de los retos científicos del AMS es tratar de determinar si existen restos de la antimateria que, según la teoría, debió existir para que se produjese el Big Bang, el momento del origen del Universo, hace 13.700 años.

"Lo que nosotros hemos explorado es una parte próxima a nuestra galaxia y ahí no hay trazos de antimateria. 

Pero no hay que olvidar que nuestra galaxia es una entre 100.000 millones, aún hay mucho espacio para explorar", recuerda Aguilar.

A pesar de que la ISS se encuentra a una distancia máxima de unos 420 kilómetros de la Tierra, los científicos esperan que el AMS detecte núcleos cósmicos de antimateria que vengan de muchísimo más lejos y que sean identificados gracias a su carga eléctrica negativa. "Y eso sólo se puede hacer creando un campo magnético, y esa es la principal dificultad en el espacio", apostilló el científico español.

Es por ello que el AMS cuenta con un imán permanente de grandes dimensiones para medir el signo de la carga eléctrica y la energía de cada una de las partículas que lo atraviesan.

La comunidad científica asume que el 25 por ciento del Universo está compuesto por materia oscura, la que no emite ni absorbe radiación electromagnética. El tercer objetivo del experimento AMS es detectar esa materia oscura.

"Se supone que en el espacio hay zonas con grandes densidades de partículas de materia oscura que se chocan entre si y se anulan. Pero los restos de esta anulación los podemos detectar y nos pueden dar pistas", afirmó, emocionado, Aguilar.

Consultado Samuel Ting, líder del proyecto AMS y Premio Nobel de Física en 1976, sobre cuándo se podrán obtener algunos resultados, contestó sin tapujos. "Lo más tarde posible, para poder estar seguros de lo que encontramos es válido".

 Fuente:

El Mundo Ciencia

Martin Asplund: “No encontramos el litio que debería estar ahí tras el Big Bang”

¿Dónde se fabrican los elementos químicos del Universo? Los astrofísicos conocen la respuesta en términos generales, pero tratan de atar los cabos sueltos, como el misterio del litio que no aparece en las observaciones o el origen de metales como el oro o el hierro. El co-director del Instituto Max Planck de Astrofísica, Martin Asplund, tiene algunas pistas para resolver este enigma.

El origen de los elementos que forman nuestro Universo sigue presentando algunas incógnitas. De acuerdo con la teoría del Big Bang, en los primeros instantes se formaron grandes cantidades de hidrógeno, helio y algo de litio, y el resto de elementos se formó posteriormente en esas grandes calderas nucleares que son las estrellas. Pero las observaciones no encajan del todo con las predicciones y los astrónomos no encuentran el litio en las cantidades previstas ni conocen a ciencia cierta cómo se produjeron algunos metales como el oro o el hierro.

Martin Asplund, uno de los directores del Instituto Max Planck de Astrofísica, es uno de los científicos más jóvenes y con más proyección en este terreno. Él y su equipo trabajan en el análisis de la composición química de las estrellas y en la búsqueda de planetas similares a la Tierra. Este lunes ha ofrecido una conferencia en la Fundación BBVA sobre "El origen cósmico de los elementos" y ha dedicado unos minutos a responder a nuestras dudas.

Pregunta. Lo suyo es un trabajo de detectives…

Respuesta. La verdad es que es muy emocionante porque es como completar un puzle. Tienes trozos de información y tienes que combinarlos para conocer cuál fue el origen y la evolución del Universo desde el Big Bang, cómo se formó la Vía Láctea o el Sistema Solar. Pero es complejo. Completas la información usando los mejores telescopios disponibles y debes adaptarlo a diferentes modelos para conocer cómo las estrellas han formado los distintos elementos a partir de su luz. Es una combinación muy interesante.

P. Pero hay algunas piezas del puzle que no encajan todavía...

R. Sí, uno de los ejemplos es el litio en las estrellas viejas. El litio de las estrellas más antiguas, las primeras que se formaron en el Universo, debería reflejar la materia que fue creada en el Big Bang. El modelo predice que se produjo hidrógeno, helio y un poco de litio, pero no vemos el litio que deberíamos observar. En realidad encontramos como tres veces menos de lo que cabría esperar. La pregunta entonces es si está mal el modelo del Big Bang y habría que modificarlo o si podría ser que el litio se destruye dentro de las estrellas. Pero los modelos que tenemos no predicen que el litio se destruya dentro de las estrellas, así que podría ser que lo que sabemos sobre cómo funcionan las estrellas no sea completo. Y tenemos que resolver ese problema. Necesitamos una fotografía más amplia para conocer mejor los modelos y cómo se produjeron los elementos.

P. En las enanas marrones el litio se observa en la superficie, ¿puede que el litio que falta haya sido destruido en el núcleo de las otras estrellas?

R. En una estrella como el sol las convecciones hacen que en la parte interior la temperatura sea tan alta que la existencia de litio está descartada. Pero hay otra serie de reacciones que hacen que el interior se mueva como agua hirviendo. Lo que vemos es la superficie de las estrellas, no el núcleo ni el litio que ha sido destruido. La cuestión es cuánto se acerca el litio hasta el núcleo, y los modelos que tenemos predicen que las estrellas, en esta zona convectiva, no generan suficiente calor para destruir el litio. Es una gran pregunta que debemos resolver.

P. Pero existen otras hipótesis para explicar esa ausencia, como el hallazgo de nuevas partículas…

R. En los primeros diez minutos después del Big Bang, con una temperatura y una densidad inmensamente altas, se generó mucha materia bariónica, materia normal, protones y neutrones... Cuánto litio se creó después de esto depende de cuánta cantidad de materia hay en el Universo entero, según el modelo estándar. Pero si hay otras partículas elementales que son predichas por otros modelos como el de supersimetría y la teoría de supercuerdas, algunos podrían descubrirse en los aceleradores de partículas en los próximos años. Si alguna de estas partículas tiene la energía y la masa adecuadas, y hay muchas de ellas, puede que cuando colisionen liberen suficiente energía como para modificar nuestra predicción de cuánto litio se produjo en el Big Bang. Si existen, nos daría una cantidad distinta de litio creado en el Universo. Es muy especulativo pero muy emocionante.

P. ¿Y esto solo se puede ver en colisionadores en la Tierra?

R. Si quieres ver estas partículas directamente tienes que ir a un acelerador de partículas, sí. Si el LHC será suficiente, no lo sé, depende de las propiedades de estas partículas supersimétricas. Lo que podemos intentar es desarrollar mejores modelos sobre cómo funcionn las estrellas y ver si las condiciones del Big Bang deben ser corregidas para ver cómo encajan estas piezas.

P. Pero lo que ustedes dicen no es que la teoría del Big Bang sea incorrecta...

R. Hay tantas pruebas de que el Universo fue creado en el Big Bang que no está en cuestión. Pero nuestra comprensión de las condiciones del Big Bang puede ser modificada. La materia oscura, que constituye buena parte de la materia del Universo, por ejemplo, es todavía una gran desconocida. Una de las teorías de supersimetría apunta a que una de estas partículas podría ser la causa de esta materia oscura. Y puede que esto se combine con las evidencias que tenemos sobre la ausencia de litio. Pero es solo una posibilidad.

P. ¿Y qué pasa con el oro? Hasta hace un tiempo se pensaba que fue creado en las supernovas pero ya no está tan claro...

R. Siempre ha sido un problema saber cómo fueron creados algunos elementos pesados como el oro, sabemos que deben ser producidos por neutrones, y tenemos elementos como el hierro con los que pasa lo mismo. Y los astrónomos suponían que esto podía producirse en una supernova, porque hay muchos neutrones ahí y se liberan inmensas cantidades de energía... Pero todo lo que hemos aprendido de las supernovas, y de cómo se originan, nos indica que no producen mucho oro en absoluto. Y esto ha sido un problema, porque sabemos que el oro existe, pero no sabemos cómo se forma. Hace un par de meses, en mi equipo de investigación propusimos un modelo distinto de cómo se produce el oro: creemos que se formó mediante el choque de dos estrellas de neutrones, que son estrellas increíblemente compactas.... Si dos de estas estrellas están lo suficientemente cerca pueden colisionar y generar tal cantidad de energía y tantos neutrones que serían el ambiente perfecto para que se cree oro. Aún es una hipótesis, pero este modelo parece realista y produce oro.

P. ¿Con qué frecuencia se produciría este fenómeno?

R. Eso no lo sabemos aún. Todavía no hemos visto uno de estos eventos. Éste es el desafío ahora y lo que intentamos entender.

P. La investigación de neutrinos del CERN ha puesto de nuevo el foco en la supernova 1987A, y también fue muy importante para conocer cómo se producen los elementos, ¿no?

R. Sí, porque es la supernova más cercana que observamos en cientos de años y estalló a las puertas de nuestra galaxia, por decirlo de alguna manera. Permitió estudiar en detalle no solo la explosión sino las condiciones de la estrella antes de que explotara. Así que podemos decir qué clase de estrella era antes y esto nos dice mucho sobre la evolución de las estrellas. Podemos ver cuánto níquel fue producido, cuánto oxígeno y comparar con otros eventos. Antes no teníamos una prueba directa de cómo se producían los diferentes elementos y esto nos dio muchísima información y vimos el material saliendo de la estrella después de la supernova. También vimos que los neutrinos llegaron solo unas horas antes de la luz, lo que contradice los resultados del experimento del CERN.

P. ¿Hay alguna manera de saber cuándo explotará la siguiente supernova cercana?

R. Desgraciadamente no, tenemos algunos candidatos, como Betelgeuse, pero no sabemos si sucederá mañana o en mil años o un millón de años… no lo sabemos.

P. Sobre la búsqueda de exoplanetas, ustedes están utilizando lo que sabemos sobre el Sol para guiarse. ¿En qué consiste este sistema?

R. Éste es un avance muy reciente. Estamos comparando estrellas que parecen idénticas al Sol y buscando sutiles diferencias en la composición química. Puede que tengan un poco menos de hierro pero la misma cantidad de oxígeno. Una de las maneras de interpretar estas diferencias es que el Sol, cuando se formó, lo hizo a la vez que los planetas y la materia que hay en esos planetas terrestres es la que parece faltar en el Sol si lo comparamos con otras estrellas. Por eso buscamos estrellas parecidas al Sol en busca de estas huellas químicas que faltan. Todavía no hemos podido probar esta teoría, ni detectar uno de estos planetas como la Tierra, pero podemos decir que algunas estrellas han debido formar planetas. Si estamos en lo correcto es una manera completamente diferente de encontrar exoplanetas similares a la Tierra.

P. ¿Cuál cree que será mejor manera de encontrar nuevos exoplanetas en el futuro?

R. Creo que será una combinación de las nuevas técnicas, como la velocidad radial, cuya medición será cada vez será más precisa y habrá más sensibilidad para detectar nuevos planetas. También el trabajo de satélites como Kepler, que permitirá detectar planetas cada vez más pequeños.

P. ¿Qué trabajo hará el satélite Gaia que la ESA lanzará en 2013?

R. Es una misión que tiene multitud de metas pero la principal es trazar un mapa preciso de la Vía Láctea y sus miles de millones de estrellas. Durante mucho tiempo hemos podido ver esas estrellas pero no calcular las distancias. Este satélite podrá ver cómo se mueven estas estrellas de año en año y esto nos dará datos sobre la distancia a la que están. La principal meta es obtener una fotografía completa de posiciones y distancias en la Vía Láctea de forma detallada. También puede encontrar información sobre la composición química y puede que nos permita avanzar en nuestra búsqueda, y también servirá para buscar planetas, para probar la relatividad general… es un proyecto muy emocionante.

P. ¿Nuestro sol es especial?

R. No, no es nada especial, es en todo una estrella normal, la típica estrella en el Universo tiene la masa del sol. No es única en ningún aspecto, salvo en que tiene vida, claro está, aunque no sabemos si en esto es único o no hemos encontrado nada más.

P. Si le entrevistara dentro de diez años, ¿qué le gustaría haber descubierto?

R. Me gustaría haber resuelto este problema cosmológico del litio. Creo que nos permitiría conocer mucho mejor si hay algún problema con el Big Bang o con la formación de estrellas que no entendemos, y lo segundo que me gustaría haber encontrado son señales de, si no vida, de los ingredientes para la vida en uno de estos exoplanetas. Pruebas de la existencia de metano, por ejemplo, que no es prueba absoluta de vida pero es un ingrediente necesario. Sí, me gustaría encontrar este tipo de ingredientes en los próximos diez años.

Fuente:

La Información