Noticias AIA-IYA2009

5 may
17:00

Lo que no sabemos
Está claro que, a estas alturas, siendo muchos los avances que en Astronomía, Astrofísica y otras disciplinas relacionadas se han hecho, no son lo suficientemente amplios como para poder asegurar que, sobre el Universo, lo sabemos todo. Es más, yo me atrevería a asegurar que, son muchas más las cosas que de él ignoramos que aquellas que nos son conocidas. No sabemos en realidad lo que es eso que denominamos \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"vacío\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\", no podemos dar una explicación fehaciente y correcta de lo que en realidad entendemos por espaciotiempo, no sabemos en profundidad lo que es la fuerza de Gravedad en todos sus contextos y ámbitos de actuación, no sabemos lo que en realidad es el Universo mismo y, tenemos dudas y zonas oscuras sobre los primeros momentos de eso que llamamos el Big Bang. El Modelo Estándar de la Física que trata de explicar las particulas y la interacción con las cuatro fuerzas fundamentales del Universo: Las nucleares fuerte y débil, el Electromagnetismo y deja fuera la Gravedad, es incompleto y tiene unos 19 parámetros que se han metido aleatoriamente para que todo cuadre pero, en realidad, sólo consigue que sea un Modelo feo e incompleto. La Naturaleza, nos es desconocida en un ingente montón de cosas, y, decimos que, la materia que en el Universo genera la Gravedad que hace moverse a las Galaxias, se llama materia y energía oscura, lo cual, denota nuestra ignorancia, ya que, en realidad, y, a ciencia cierta, no tenemos ni idea de lo que pueda ser, de qué estará hecha y que clase de partículas puedan ser sus componentes. De la misma manera, por falta de medios técnicos y de presupuesto, los científicos formulan teorías que más tarde, no pueden verificar, la denominada Teoría M, es el mejor ejemplo, necesitamos la energía de Planck para poder llegar a esas produndidades de la cuerda, y, tal cuestión, está fuera de nuestro alcance, no ya dentro de este siglo, sino que, probablemente para el próximo tampoco lo podamos lograr. La Materia Oscura, el Bosón de Higgs, los Océanos de Higgs donde habita el Bosón tan largamente buscado y que, se supone, da masa a las demás partículas, Universos paralelos, más altas dimensiones, todo eso...¿Dónde está? El Universo, con toda su inmensidad, tiene todas las respuestas a las preguntas que nuestras mentes idean realizar, y, nosotros, pobres habitamtes de un ínfimo planeta, situado en el interior de uno de los Brazos espirales de la Galaxia, buscamos sin descanso, umpujados por la curiosidad y por nuestras ánsias de saber, y, cuando encontramos una respuesta, es como si hubiésemos encontrado una llave que nos habre la puerta donde está aquello ignorado, sin embargo, cuando la abrimos: ¡Soprpresa! dentro del recinto al que podemos acceder, sólo encontramos otras puertas cerradas en cuyos dinteles tiene pegados los letreros que dicen: Energía oscura, Materia Oscura, Singularidad, Gravedad cuántica, Bosón de Higgs, Energía de Vacío, y,...mil preguntas sin contestar para las que, no poseemos llave alguna y que debemos buscar. Otras veces (la mayoría) ni formulamos la pregunta, ya que, nuestros limitados conocimientos, no dan la posibilidad de plantearla. ¿Cómo podemos preguntar por aquello que ni sabemos que existe? Sí, somos seres inteligentes pero limitados, y, desde luego muy frágiles para vencer en el entorno que nos ha tocado vivir. No será nada fácil preservar a nuestra especie cuando en ese futuro lejano que nos aguerda, se nos presenten los problemas de la muerte del Sol convertido en Gigante roja que, finalmente, de sus capas exteriores eyectadas al espacio, formará una nebulosa planetaria y, la estrella se contraerá hasta el punto de convertirse en una enana blanca de densidad enorme que sólo podrá ser frenada en su contracción por la degeneración de los electrones. Entonces, la Humanidad, llegado ese momento, tendrá que haber buscasdo las soluciones necesarias para que, los que aún estén por aquí, puedan emigrar a otros mundos similares al Planeta Tierra. Ese es, amigos míos, el principal motivo que nos mueve a todos para saber, para conocer del Universo y de todo aquello en el se pueda producir, y, sabiendo que, en cualquier rincón del espacio, por muy lejano que este pueda estar, rigen las mismas leyes, tenemos la seguridad de que lo mismo que aquí, podremos vivir allí. Así que, aprovechemos el Año Internacional de la Astronomía, en este 2009, para tomar consciencia de la importancia que tiene el seguir avanzando en el campo del conocimiento de la Astronomía y la Astrofísica. Debemos conocer el Cosmos mejor que nuestra propia casa, ya que, al fin y al cabo, el Cosmos, nuestra casa es. emilio silvera

ESCRITO POR>> emilio silvera

9 may
15:00

El Universo y nosotros, algo relacionado.
Cosmos Constante gravitacional y Consciencia.- Una parte de la ciencia estudia la estructura y la evolución del Universo: La cosmología. La cosmología observacional se ocupa de las propiedades físicas del Universo, como su composición física referida a la química, la velocidad de expansión y su densidad, además de la distribución de Galaxias y cúmulos de galaxias. La cosmología física intenta comprender estas propiedades aplicando las leyes conocidas de la física y de la astrofísica. La cosmología teórica construye modelos que dan una descripción matemática de las propiedades observadas del Universo basadas en esta comprensión física. La cosmología también tiene aspectos filosóficos, o incluso teológicos, en el sentido de que trata de comprender por qué el Universo tiene las propiedades observadas. La cosmología teórica se basa en la teoría de la relatividad general, la teoría de Einstein de la gravitación. De todas las fuerzas de la naturaleza, la gravedad es la que tiene efectos más intensos a grandes escalas y domina el comportamiento del Universo en su conjunto. El espacio-tiempo, la materia contenida en el Universo con la fuerza gravitatoria que genera y, nuestras mentes que tienen conocimientos de que todo esto sucede. De manera que, nuestro consciente (sentimos, pensamos, queremos obrar con conocimiento de lo que hacemos), es el elemento racional de nuestra personalidad humana que controla y reprime los impulsos del inconsciente, para desarrollar la capacidad de adaptación al mundo exterior. Al ser conscientes, entendemos y aplicamos nuestra razón natural para clasificar los conocimientos que adquirimos mediante la experiencia y el estudio que aplicamos a la realidad del mundo que nos rodea. Claro que, no todos podemos percibir la realidad de la misma manera, las posibilidades existentes de que el conocimiento de esa realidad responda (responda) exactamente a lo que ésta es en sí, no parece fácil. Descartes, Leibniz, Locke, Berkeley, Hume (que influyó decisivamente en Kant), entre otros, construyeron una base que tomó fuerza en Kant, para quien el conocimiento arranca o nace de nuestras experiencias sensoriales, es decir, de los datos que nos suministra nuestros cinco sentidos, pero no todo en él procede de esos datos. Hay en nosotros dos fuentes o potencias distintas que nos capacitan para conocer, y son la sensibilidad (los sentidos) y el entendimiento (inteligencia). Esta no puede elaborar ninguna idea sin los sentidos, pero éstos son inútiles sin el entendimiento. A todo esto, para mí, el conocimiento está inducido por el interés. La falta y ausencia de interés aleja el conocimiento. El interés puede ser de distinta índole: científico, social, artístico, filosófico, etc. (La gama es tan amplia que existen conocimientos de todas las posibles vertientes o direcciones, hasta tal punto es así que, nunca nadie lo podrá saber todo sobre todo). Cada uno de nosotros puede elegir sobre los conocimientos que prefiere adquirir y la elección está adecuada a la conformación individual de la sensibilidad e inteligencia de cada cual. También se da el caso de personas que prácticamente, por cuestiones genéticas o de otra índole, carecen de cualquier interés por el conocimiento del mundo que les rodea, sus atributos sensoriales y de inteligencia funcionan a tan bajo rendimiento que, sus comportamientos son casi-animales (en el sentido de la falta de racionalidad), son guiados por la costumbre y las necesidades primarias: comer, dormir… El polo opuesto lo encontramos en múltiples ejemplos de la historia de la ciencia, donde personajes como Newton, Einstein, Riemann, Ramanujan y tantos otros (cada uno en su ámbito del conocimiento), dejaron la muestra al mundo de su genio superior. Pero toda la realidad está encerrada en una enorme burbuja a la que llamamos Universo y que encierra todos los misterios y secretos que nosotros, seres racionales y conscientes, persiguen. Todo el mundo sabe lo que es la conciencia; es lo que nos abandona cada noche cuando nos dormimos y reaparece a la mañana siguiente cuando nos despertamos. Esta engañosa simplicidad me recuerda lo que William James escribió a finales del siglo XIX sobre la atención:”Todo el mundo sabe lo que es la atención; es la toma de posesión por la mente, de una forma clara e intensa, de un hilo de pensamiento de entre varios simultáneamente posibles”. Más de cien años más tarde somos muchos los que creemos que seguimos sin tener una comprensión de fondo ni de la atención, ni de la conciencia que, desde luego, no creo que se marche cuando dormimos, ella no nos deja nunca. La falta de comprensión ciertamente no se debe a una falta de atención en los círculos filosóficos o científicos. Desde que René Descartes se ocupara del problema, pocos han sido los temas que hayan preocuado a los filósofos tan persistentemente como el enigma de la conciencia. Para Descartes, como para James más de dos siglos después, ser consciente era sinónimo de “pensar”: el hilo de pensamiento de James no era otra cosa que una corriente de pensamiento. El cogito ergo sum, “pienso, luego existo”, que formuló Descartes como fundamento de su filosofía en Meditaciones de prima philosophía, era un reconocimiento explícito del papel central que representaba la conciencia con respecto a la ontología (qué es) y la epistemología (qué conocemos y cómo le conocemos). Claro que tomado a pie juntillas, “soy consciente, luego existo”, nos conduce a la creencia de que nada existe más allá o fuera de la propia conciencia y, por mi parte, no estoy de acuerdo. Existen muchísimas cosas y hechos que no están al alcance de mi conciencia. Unas veces por imposibilidad física y otras por imposibilidad intelectual, lo cierto es que son muchas las cuestiones y las cosas que están ahí y, sin embargo, se escapan a mi limitada conciencia. Cuando veo y compruebo el enorme esfuerzo que se está realizando por dejar alto el pabellón español en estas celebraciones del Año Internacional de la Astronomía, en verdad, me siento orgulloso de personas que, como Montse Villa, lo están dando todo por cumplir los objetivos, y, desde luego, en lo que he poidido constatar...¡Vaya que los cumnple! Ánimo y adelante.

ESCRITO POR>> emilio silvera

9 may
15:37

Constantes de la Naturaleza
Las fuerzas de la naturaleza que gobiernan la electricidad, el magnetismo, la radiactividad y las reacciones nucleares están confinadas a un “mundobrana” tridimensional, mientras que la gravedad actúa en todas las dimensiones y es consecuentemente más débil. Las fuerzas fundamentales Tipo de Fuerza Alcance en m Fuerza relativa Función Nuclear fuerte <3x10-15 1041 Une Protones y Neutrones en el núcleo atómico por medio de Gluones. Nuclear débil < 10-15 1028 Es responsable de la energía radiactiva producida de manera natural. Portadoras W y Z- Electromagnetismo Infinito 1039 Une los átomos para formar moléculas; propaga la luz y las ondas de radio y otras formas de energías eléctricas y magnéticas por medio de los fotones. Gravitación Infinito 1 Mantiene unidos los planetas del Sistema Solar, las estrellas en las galaxias y, nuestros pies pegados a la superficie de la Tierra. La transporta el gravitón. Las constantes fundamentales Constante Símbolo Valor en unidades del SI Aceleración en caída libre g 9,80665 m s-2 Carga del electrón e 1,60217733(49) × 10-19 C Constante de Avogadro NA 6,0221367 (36) × 1023 mol-1 Constante de Boltzmann K=R/NA 1,380658 (12) × 10-23 J K-1 Constante de Faraday F 9,6485309 (29) × 104 C mol-1 Constante de los gases R 8,314510 (70) × J K-1 mol-1 Constante de Loschmidt NL 2,686763 (23) × 1025 mol-3 Constante de Planck h 6,6260755 (40) × 10-34 J s Constante de Stefan-Boltzmann σ 5,67051 (19) × 10-8 W m-2 K-4 Constante eléctrica ε0 8,854187817 × 10-12 F m-1 Constante gravitacional G 6,67259 (85) × 10-11 m3 Kg-1 s-2 Constante magnética μ0 4π × 10-7 H m-1 Masa en reposo del electrón me 9,1093897 (54) × 10-31 Kg Masa en reposo del neutrón mn 1,6749286 (10) × 10-27 Kg Masa en reposo del protón mp 1,6726231 (10) × 10-27 Kg Velocidad de la luz c 2,99792458× 108 m s-1 Constante de estructura fina α 2 π e2/h c Unas pueden ser más constantes naturales que otras, pero lo cierto es que, de momento, han servido como herramientas eficaces. La última lección importante que aprendemos de la manera en que números puros como α (alfa) definen el mundo, es el verdadero significado de que los mundos sean diferentes. El número puro que llamamos constante de estructura fina, e indicamos con α, es como hemos dicho antes, una combinación de e, c y h (el electrón, la velocidad de la luz y la constante de Planck). Inicialmente, podríamos estar tentados a pensar que un mundo en el que la velocidad de la luz fuera más lenta sería un mundo diferente. Pero sería un error. Si e, h y c cambian de modo que los valores que tienen en unidades métricas (o cualesquiera otras) fueran diferentes cuando las buscamos en nuestras tablas de constantes físicas, pero el valor de α permaneciera igual; este nuevo mundo sería observacionalmente indistinguible de nuestro mundo. Lo único que cuenta en la definición del mundo son los valores de las constantes adimensionales de la naturaleza. Fue Einstein el que anunció lo que se llamó principio de covariancia: que las leyes de la naturaleza deberían expresarse en una forma que pareciera la misma para todos los observadores, independientemente de dónde estuvieran situados y de cómo se estuvieran moviendo. Cuando trató de desarrollar este principio, Einstein tuvo dificultades; no encontraba la manera de expresarlo con la formulación matemática adecuada. Pidió ayuda a su amigo Marcel Grossmann, matemático, quien sabiendo de las necesidades exactas de Einstein, le envió la copia de una conferencia que dio un tal Riemann, unos sesenta años antes. Einstein fue muy afortunado, ya que durante la última parte del siglo XIX en Alemania e Italia, matemáticos puros habían estado inmersos en el estudio profundo y detallado de todas las geometrías posibles sobre superficies curvas. Habían desarrollado un lenguaje matemático que automáticamente tenía la propiedad de que toda ecuación poseía una forma que se conservaba cuando las coordenadas que la describían se cambiaban de cualquier manera. Este lenguaje se denominaba cálculo tensorial. Tales cambios de coordenadas equivalen a preguntar qué tipo de ecuación vería alguien que se moviera de una manera diferente. Einstein se quedó literalmente paralizado al leer la Conferencia de Riemann. Allí, delante de sus propios ojos tenía lo que Riemann denominaba Tensor métrico. Einstein se dio cuenta de que era exactamente lo que necesitaba para expresar de manera precisa y exacta sus ideas. Así llegó a ser posible la teoría de la relatividad general. Einstein pudo expresar su principio de covariancia expresando sus leyes de la naturaleza como ecuaciones tensoriales, que poseían automáticamente la misma forma para todos los observadores. Este paso de Einstein completó un movimiento espectacular en la concepción física de la naturaleza que ha sido completado en el siglo XX. Está marcado por una evolución que se aleja continuamente de cualquier visión privilegiada del mundo, sea una visión humana, basada en la Tierra, o una visión basada en patrones humanos, la naturaleza tiene sus propios patrones. Está claro que pensar siquiera en que en nuestro universo, dependiendo de la región en la que nos encontremos, habrá distintos leyes físicas, sería pensar en un universo chapuza. Lo sensato es pensar como Einstein y creer que en cualquier parte del universo rigen las mismas leyes físicas, hasta que no se encuentre pruebas reales a favor de lo contrario, los científicos suponen con prudencia que, sea cual fueren las causas responsables de las pautas que llamamos “Leyes de la Naturaleza”, es mucho más inteligente adoptar la creencia de la igualdad física en cualquier parte de nuestro universo por muy remota que se encuentre; los elementos primordiales que lo formaron fueron siempre los mismos, Quarks Materia… Leptones Hadrones que interaccionan con las cuatro fuerzas fundamentales naturales. Ahora sabemos que las fuerzas de la naturaleza, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza nuclear débil, el electromagnetismo y la gravedad, no son tan diferentes como parece a primera vista. Parecen tener intensidades muy diferentes y actuar sobre partículas elementales diferentes. Pero eso es ilusorio, es la sensación creada por nuestra necesidad de habitar en un lugar del universo donde la temperatura es más bien baja y, es así, como se manifiestan las fuerzas de la naturaleza que, en dicha temperatura permite la existencia de átomos y moléculas. Conforme la temperatura aumenta y las partículas elementales de materia colisionan entre sí a energías cada vez más altas, las fuerzas separadas que gobiernan nuestro mundo de baja temperatura, se hacen más parecidas. La fuerza fuerte se debilita, la fuerza débil aumenta y fortalece. Aparecen nuevas partículas a medida que se alcanzan temperaturas más elevadas y consiguen producir interacciones entre las familias separadas de partículas que a temperaturas bajas, parecen estar aisladas entre sí. Poco a poco, a medida que nos acercamos a esas inimaginables condiciones de temperatura “última” que Max Planck encontró definida por las cuatro constantes de la naturaleza, G, K, c, h, esperamos que las diferencias entre las fuerzas naturales se vayan borrando completamente para finalmente quedar unificadas en una única fuerza como, por otra parte, se cree que fue al principio de todo, cuando en el Big Bang, el proceso ocurrió al contrario. Había una increíble temperatura, un plasma primordial lo invadía todo y se expansionaba, naciendo el tiempo y el espacio cuando reinaba la simetría total y una sola fuerza lo regía todo. El universo continuó su expansión y comenzó a enfriarse, la simetría se rompió y lo que era una sola fuerza se dividió en las cuatro que ahora conocemos. Previamente, a partir del plasma, al bajar la temperatura, surgieron los quarks que se juntaron para formar protones y neutrones que, a su vez, se juntaron para formar núcleos que, al ser rodeados por los electrones atraídos por la carga positiva de los núcleos, formaron los átomos, que se unieron para formar moléculas, que se juntaron para formar la materia, que más tarde, dio lugar al nacimiento de las primeras estrellas y galaxias con sus variedades de objetos estelares, planetas, satélites, cometas, meteoritos, etc. emilio silvera

ESCRITO POR>> emilio silvera

9 may
15:42

Algo sobre la vida en el Universo
En nuestro sistema solar la vida se desarrolló por primera vez sorpren-dentemente pronto tras la formación de un entorno terrestre hospitalario. Hay algo inusual en esto. El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbo-no, etc. Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia. El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al me-nos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso. La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la fotodisociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual. Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del or-den de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua. Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella esta-ble que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal. A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un uni-verso grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supues-to de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra. Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibili-dad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibi-da, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descu-brió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo. Hay una coincidencia o curiosidad adicional que existe entre el tiempo de evolución biológico y la astronomía. Puesto que no es sorprendente que las edades de las estrellas típicas sean similares a la edad actual del universo, hay también una aparente coincidencia entre la edad del universo y el tiempo que ha necesitado para desarrollar formas de vida como nosotros. Si miramos retrospectivamente cuánto tiempo han estado en escena nuestros ancestros inteligentes (Homo Sapiens) vemos que han sido sólo unos doscientos mil años, mucho menos que la edad del universo, trece mil millones de años, o sea, menos de dos centésimos de la Historia del Universo. Pero si nuestros descendientes se prolongan en el futuro indefinidamen-te, la situación dará la vuelta y cuando se precise el tiempo que llevamos en el universo, se hablará de miles de millones de años. Brandon Carter y Richard Gott han argumentado que esto parece hacernos bastante especiales comparados con observadores en el futuro muy lejano.

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9 may
15:48

¡Cosas del Universo!
¿Qué vamos a hacer con esta idea antrópica fuerte? ¿Puede ser algo más que una nueva presentación del aserto de que nuestra forma de vida compleja es muy sensible a cambios pequeños en los valores de las constan-tes de la naturaleza? ¿Y cuáles son estos “cambios”? ¿Cuáles son estos “otros mundos” en donde las constantes son diferentes y la vida no puede existir? En ese sentido, una visión plausible del universo es que hay una y sólo una forma para las constantes y leyes de la naturaleza. Los universos son trucos difíciles de hacer, y cuanto más complicados son, más piezas hay que encajar. Los valores de las constantes de la naturaleza determinan a su vez que los elementos naturales de la tabla periódica, desde el hidrógeno número 1 de la tabla, hasta el uranio, número 92, sean los que son y no otros. Preci-samente, por ser las constantes y leyes naturales como son y tener los valo-res que tienen, existe el nitrógeno, el carbono o el oxígeno. Esos 92 elementos naturales de la tabla periódica componen toda la materia bariónica (que vemos y detectamos) del universo. Hay más elemen-tos como el plutonio o el einstenio, pero son los llamados transuránicos y son artificiales. Hay varias propiedades sorprendentes del universo astronómico que parecen ser cruciales para el desarrollo de la vida en el universo. Estas no son constantes de la naturaleza en el sentido de la constante de estructura fi-na o la masa del electrón. Incluyen magnitudes que especifican cuán agre-gado está el universo, con que rapidez se está expandiendo y cuánta materia y radiación contiene. En última instancia, a los cosmólogos les gustaría ex-plicar los números que describen estas “constantes astronómicas” (magnitu-des). Incluso podrían ser capaces de demostrar que dichas “constantes” es-tán completamente determinadas por los valores de las constantes de la na-turaleza como la constante de estructura fina. ¡¡El número puro y adimen-sional, 137!! Las características distintivas del universo que están especificadas por estas “constantes” astronómicas desempeñan un papel clave en la genera-ción de las condiciones para la evolución de la complejidad bioquímica. Si miramos más cerca la expansión del universo descubrimos que está equili-brada con enorme precisión. Está muy cerca de la línea divisoria crítica que separa los universos que se expanden con suficiente rapidez para superar la atracción de la gravedad y continuar así para siempre, de aquellos otros uni-versos en los que la expansión finalmente se invertirá en un estado de con-tracción global y se dirigirán hacia un Big Grunch cataclísmico en el futuro lejano. El primero de estos modelos es el universo abierto que será invadido por el frío absoluto, y el segundo modelo es el del universo cerrado que ter-mina en una bola de fuego descomunal. Todo dependerá de cual sea el valor de la densidad de materia. Algunos números que definen nuestro universo De hecho, estamos tan cerca de esta divisoria crítica que nuestras ob-servaciones no pueden decirnos con seguridad cuál es la predicción válida a largo plazo. En realidad, es la estrecha proximidad de la expansión a la línea divisoria lo que constituye el gran misterio: a priori parece altamente poco probable que se deba al azar. Los universos que se expanden demasiado rá-pidamente son incapaces de agregar material para la formación de estrellas y galaxias, de modo que no pueden formarse bloques constituyentes de mate-riales necesarios para la vida compleja. Por el contrario, los universos que se expanden demasiado lentamente terminan hundiéndose antes de los miles de millones de años necesarios para que se tomen las estrellas. Sólo universos que están muy cerca de la divisoria crítica pueden vivir el tiempo suficiente y tener una expansión suave para la formación de estre-llas y planetas… y ¡vida! No es casual que nos encontremos viviendo miles de millones de años después del comienzo aparente de la expansión del universo y siendo testi-gos de un estado de expansión que está muy próximo a la divisoria que mar-ca la “Densidad Crítica” emilio silvera

ESCRITO POR>> emilio silvera

9 may
15:51

El principio antrópico y otros temas
Podemos concretar de manera muy exacta con resultados fiables de los últimos análisis de los datos enviados por WMAP. Estos resultados mues-tran un espectro de fluctuaciones gaussiano y (aproximadamente) invariante frente a escala que coincide con las predicciones de los modelos inflaciona-rios más generales. El universo estaría compuesto de un 4 por 100 de materia bariónica, un 23 por 100 de materia oscura no bariónica y un 73 por 100 de energía oscu-ra. Además, los datos dan una edad para el universo que está en 13’7 ± 0’2 ×109 años, y un tiempo de 379 ± 8×103 años para el instante en que se liberó la radiación cósmica de fondo. Otro resultado importante es que las primeras estrellas se formaron sólo 200 millones de años después del Big Bang, mu-cho antes de lo que se pensaba hasta ahora. Todavía no se han hecho públi-cos los resultados del análisis de una segunda serie de datos, pese a que su aparición estaba prevista para mayo de 2004 (más datos en http://lambda.gsfc.nasa.gov). El principio antrópico Parece conveniente hacer una pequeña reseña que nos explique que es un principio en virtud del cual la presencia de la vida humana está relacio-nada con las propiedades del universo. Como antes hemos comentado de pasada, existen varias versiones del principio antrópico. La menos contro-vertida es el principio antrópico débil, de acuerdo con el cual la vida huma-na ocupa un lugar especial en el universo porque puede evolucionar sola-mente donde y cuando se den las condiciones adecuadas para ello. Este efecto de selección debe tenerse en cuenta cuando se estudian las propieda-des del universo. Una versión más especulativa, el principio antrópico fuerte, asegura que las leyes de la física deben tener propiedades que permitan evolucionar la vida. La implicación de que el universo fue de alguna manera diseñado para hacer posible de la vida humana hace que el principio antrópico fuerte sea muy controvertido, ya que nos quiere adentrar en dominios divinos que, en realidad, es un ámbito incompatible con la certeza comprobada de los hechos a que se atiene la ciencia, en la que la fe, no parece tener cabida. El principio antrópico nos invita al juego mental de probar a “cambiar” las constantes de la naturaleza y entrar en el juego virtual de ¿qué hubiera pasado si…? Especulamos con lo que podría haber sucedido si algunos sucesos no hubieran ocurrido de tal o cual manera para ocurrir de esta otra. ¿Qué hubie-ra pasado en el planeta Tierra si no aconteciera en el pasado la caída del me-teorito que acabó con los dinosaurios? ¿Habríamos podido estar aquí hoy nosotros? ¿Fue ese cataclismo una bendición para nosotros y nos quitó de encima a unos terribles rivales? Fantasean con lo que pudo ser…. Es un ejercicio bastante habitual; só-lo tenemos que cambiar la realidad de la historia o de los sucesos verdaderos para pretender fabricar un presente distinto. Cambiar el futuro puede resultar más fácil, nadie lo conoce y no pueden rebatirlo con certeza. ¿Quién sabe lo que pasará mañana? Lo que ocurra en la naturaleza del universo está en el destino de la pro-pia naturaleza del cosmos, de las leyes que la rigen y de las fuerzas que go-biernan su mecanismo sometido a principios y energías que, en la mayoría de los casos se pueden escapar a nuestro actual conocimiento. Lo que le pueda ocurrir a nuestra civilización, además de estar supedi-tado al destino de nuestro planeta, de nuestro Sol y de nuestro Sistema Solar y la galaxia, también está en manos de los propios individuos que forman esa civilización y que, con sensibilidades distintas y muchas veces dispares, hace impredecibles los acontecimientos que puedan provocar individuos que participan con el poder individual de libre albedrío. Siempre hemos sabido especular con lo que pudo ser o con lo que po-drá ser si…, lo que, la mayoría de las veces, es el signo de cómo queremos ocultar nuestra ignorancia. Bien es cierto que sabemos muchas cosas pero, también es cierto que son más numerosas las que no sabemos. Sabiendo que el destino irremediable de nuestro mundo, el planeta Tie-rra, es de ser calcinado por una estrella gigante roja en la que se convertirá el Sol cuando agote la fusión de su combustible de hidrógeno, helio, carbo-no, etc, para que sus capas exteriores de materia exploten y salgan dispara-das al espacio exterior, mientras que, el resto de su masa se contraerá hacia su núcleo bajo su propio peso, a merced de la gravedad, convirtiéndose en una estrella enana blanca de enorme densidad y de reducido diámetro. Sa-biendo eso, el hombre está poniendo los medios para que, antes de que lle-gue ese momento (dentro de algunos miles de millones de años), poder es-capar y dar el salto hacia otros mundos lejanos que, como la Tierra ahora, reúna las condiciones físicas y químicas, la atmósfera y la temperatura ade-cuadas para acogernos. Pero el problema no es tan fácil y se extiende a la totalidad del universo que, aunque mucho más tarde, también está abocado a la muerte térmica, el frío absoluto si se expande para siempre como un universo abierto y eterno, o el más horroroso de los infiernos, si estamos en un universo cerrado y fini-to en el que, un día, la fuerza de gravedad, detendrá la expansión de las ga-laxias que comenzarán a moverse de nuevo en sentido contrario, acercándo-se las unas a las otras de manera tal que el universo comenzará, con el paso del tiempo, a calentarse, hasta que finalmente, se junte toda la materia-energía del universo en una enorme bola de fuego de millones de grados de temperatura, el Big Crunch. El irreversible final está entre los dos modelos que, de todas las formas que lo miremos, es negativo para la Humanidad (si es que para entonces aún existe). En tal situación, algunos ya están buscando la manera de escapar. Stephen Hawking ha llegado a la conclusión de que estamos inmersos en un multiuniverso, esto es, que existen infinidad de universos conectados los unos a los otros. Unos tienen constantes de la naturaleza que permiten vida igual o parecida a la nuestra, otros posibilitan formas de vida muy dis-tintas y otros muchos no permiten ninguna clase de vida. Este sistema de inflación autorreproductora nos viene a decir que cuan-do el universo se expande (se infla) a su vez, esa burbuja crea otras burbujas que se inflan y a su vez continúan creando otras nuevas más allá de nuestro horizonte visible. Cada burbuja será un nuevo universo, o mini-universo en los que reinarán escenarios diferentes o diferentes constantes y fuerzas. Gráfico: Inflación eternamente reproductora de otros universos El escenario que describe el diagrama dibujado antes, ha sido explora-do y el resultado hallado es que en cada uno de esos mini-universos, como hemos dicho ya, puede haber muchas cosas diferentes; pueden terminar con diferentes números de dimensiones espaciales o diferentes constantes y fuerzas de la naturaleza, pudiendo unos albergar la vida y otros no. El reto que queda para los cosmólogos es calcular las probabilidades de que emerjan diferenta mini-universos a partir de esta complejidad inflacio-naria ¿Son comunes o raros los mini-universos como el nuestro? Existen, como para todos los problemas planteados, diversas conjeturas y considera-ciones que influyen en la interpretación de cualquier teoría cosmológica fu-tura cuántico-relativista. Hasta que no seamos capaces de exponer una teo-ría que incluya la relatividad general de Einstein (la gravedad-cosmos) y la mecánica cuántica de Planck (el cuanto-átomo), no será posible contestar a ciertas preguntas. Todas las soluciones que buscamos parecen estar situadas en teorías más avanzadas que, al parecer, sólo son posibles en dimensiones superiores, como es el caso de la teoría de supercuerdas situada en 10 ó 26 dimensiones. Allí, si son compatibles la relatividad y la mecánica cuántica, hay espacio más que suficiente para dar cabida a las partículas elementales, las fuerzas gauge de Yang-Mill, el electromagnetismo de Maxwell y, en definitiva, al espacio-tiempo y la materia, la descripción verdadera del universo y de las fuerzas que en él actúan. Científicamente, la teoría del hiperespacio lleva los nombres de Teoría de Kaluza-Klein y supergravedad. Pero en su formulación más avanzada se denomina Teoría de Supercuerdas, una teoría que desarrolla su potencial en nueve dimensiones espaciales y una de tiempo: diez dimensiones. Así pues, trabajando en dimensiones más altas, esta teoría del hiperespacio puede ser la culminación que conoce dos milenios de investigación científica: la unifi-cación de todas las fuerzas físicas conocidas. Como el Santo Grial de la Fí-sica, la “teoría de todo” que esquivó a Einstein que la buscó los últimos 30 años de su vida. Durante el último medio siglo, los científicos se han sentido intrigados por la aparente diferencia entre las fuerzas básicas que mantienen unido al cosmos: la Gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares fuerte y débil. Los intentos por parte de las mejores mentes del siglo XX para pro-porcionar una imagen unificadora de todas las fuerzas conocidas han fraca-sado. Sin embargo, la teoría del hiperespacio permite la posibilidad de ex-plicar todas las fuerzas de la naturaleza y también la aparentemente aleatoria colección de partículas subatómicas, de una forma verdaderamente elegante. En esta teoría del hiperespacio, la “materia” puede verse también como las vibraciones que rizan el tejido del espacio y del tiempo. De ello se sigue la fascinante posibilidad de que todo lo que vemos a nuestro alrededor, desde los árboles y las montañas a las propias estrellas, no son sino vibraciones del hiperespacio. Antes mencionábamos los universos burbujas nacidos de la inflación y, normalmente, el contacto entre estos universos burbujas es imposible, pero analizando las ecuaciones de Einstein, los cosmólogos han demostrado que podría existir una madeja de agujeros de gusano, o tubos, que conectan estos universos paralelos. Aunque muchas consecuencias de esta discusión son puramente teóri-cas, el viaje en el hiperespacio puede proporcionar eventualmente la aplica-ción más práctica de todas: salvar la vida inteligente, incluso a nosotros mismos, de la muerte de este universo cuando al final llegue el frío o el ca-lor. Esta nueva teoría de supercuerdas tan prometedora del hiperespacio es un cuerpo bien definido de ecuaciones matemáticas. Podemos calcular la energía exacta necesaria para doblar el espacio y el tiempo o para cerrar agujeros de gusano que unan partes distantes de nuestro universo. Por des-gracia, los resultados son desalentadores. La energía requerida excede con mucho cualquier cosa que pueda existir en nuestro planeta. De hecho, la energía es mil billones de veces mayor que la energía de nuestros mayores colisionadores de átomos. Debemos esperar siglos, o quizás milenios, hasta que nuestra civilización desarrolle la capacidad técnica de manipular el es-pacio-tiempo utilizando la energía infinita que podría proporcionar un agu-jero negro para de esta forma poder dominar el hiperespacio que, al parecer, es la única posibilidad que tendremos para escapar del lejano fin que se ave-cina. ¿Que aún tardará mucho? Sí, pero el tiempo es inexorable, la debacle del frío o del fuego llegaría. No existen dudas al respecto, la tarea es descomunal, imposible para nuestra civilización de hoy, ¿pero y la de mañana?, ¿no habrá vencido todas las barreras? Creo que el hombre es capaz de plasmar en hechos ciertos to-dos sus pensamientos e ideas, sólo necesita tiempo: Tiempo tenemos mucho. emilio silvera

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9 may
15:56

Desde el Modelo Estándar hasta...¡Quien sabe!
En contraste con la imagen geométrica de Einstein para una “fuerza”, en la teoría cuántica la luz iba a ser dividida en fragmentos minúsculos. Es-tos paquetes de luz fueron llamados fotones, y se comportaban de forma muy parecida a partículas puntuales. Cuando dos electrones chocan, se repe-len mutuamente, no a causa de la curvatura del espacio, sino debido a que intercambian un paquete de energía, el fotón. La energía de estos fotones se mide en unidades del algo denominado constante de Planck (h ~ 10-27 ergios por segundo). El tamaño infinitesimal de la constante de Planck significa que la teoría cuántica da correcciones minúsculas a las leyes de Newton. Éstas se denominan correcciones cuánti-cas, y pueden ser despreciadas cuando describimos nuestro mundo macros-cópico familiar y sus fenómenos familiares cotidiano. Sin embargo, cuando tratamos con el mundo subatómico microscópico, las correcciones cuánticas empiezan a dominar cualquier proceso físico, y nos da cuenta de las propie-dades extrañas y “contraintuitivas” de las partículas subatómicas. “Universos a la deriva como burbujas en la espuma del Río del Tiempo.” A. C. Clarke 2. Las diferentes fuerzas son causadas por el intercambio de diferen-tes cuantos. La fuerza débil, por ejemplo, es causada por el intercambio de un tipo diferente de cuanto, llamado partícula W (W es la inicial de “weak” [débil]). Análogamente, la fuerza fuerte que mantiene unidos los protones y neutro-nes dentro del núcleo del átomo es causada por el intercambio de partículas subatómicas llamados mesones . Tanto los bosones W como los mesones  se han visto experimentalmente en los residuos de los colisionadores de átomos, verificando de este modo la conexión fundamental de este enfoque. Y finalmente, la fuerza subnuclear que mantiene los protones y neutrones e incluso los mesones  juntos se debe al intercambio de partículas llamadas gluones (glue en inglés es pegamento). De este modo, tenemos un nuevo “principio unificador” para las leyes de la física. Podemos unir las leyes del electromagnetismo, la fuerza débil y la fuerza fuerte postulando una variedad de cuantos diferentes que sirven de vehículo para las mismas. Tres de las cuatro fuerzas (excluyendo la grave-dad) están así unidas por la teoría cuántica, dándonos unificación sin geome-tría. 3. Nunca podremos conocer simultáneamente la velocidad y la posi-ción de una partícula subatómica. Ese es el principio de incertidumbre de Heisemberg, que es con mucho el aspecto más controvertido de la teoría, aunque ha resistido todos los desa-fíos en el laboratorio durante más de medio siglo. No hay desviación expe-rimental conocida de esta regla. El principio de incertidumbre significa que nunca podemos estar segu-ros de dónde se encuentra un electrón o cuál es su velocidad. Lo más que podemos hacer es calcular la probabilidad de que el electrón aparezca en un cierto lugar con una cierta velocidad. La situación no es tan desesperada como uno pudiera sospechar, porque podemos calcular con rigor matemáti-co la probabilidad de encontrar dicho electrón. Aunque el electrón es una partícula puntual, está acompañado de una onda que obedece a una ecuación bien definida, la ecuación de ondas de Schrödinger con su función de onda (), que nos dirá con mucha probabilidad el lugar en el que aparecerá el electrón. 4. Existe una posibilidad finita de que las partículas puedan “tunelear” o hacer un salto cuántico a través de barreras impenetrables. Esta es una de las predicciones más desconcertantes de la teoría cuánti-ca. En el nivel atómico, esta predicción no ha tenido otra cosa que éxitos es-pectaculares. El “efecto túnel” o salto cuántico a través de barreras ha so-brevivido a cualquier desafio experimental. De hecho, un mundo sin efecto túnel es ahora inimaginable. La mecánica cuántica, es el resultado de una idea iniciada por Max Planck con su cuanto de acción h, que fue posteriormente desarrollada por otros como Werner Heisemberg, Edwin Schrödinger, Paul Dirac, Richard Feynman, y muchos más, incluso el mismo Einstein, en 1.905 (el mismo año que dio a conocer su relatividad especial), inspirado en el artículo de Max Planck sobre la radiación de cuerpo negro, publicó un trabajo conocido como el “efecto fotoeléctrico” que le valió el Nobel de Física. La mecánica cuántica es la suma de mucho ingenio, conocimiento, ma-temáticas y trabajo, que ha permitido tener una poderosa herramienta que nos explica el mecanismo de las partículas elementales en el universo mi-croscópico del átomo. Mientras que Einstein conjeturó el marco entero de la relatividad gene-ral con sólo intuición física, los físicos de partículas se estaban ahogando en una masa de datos experimentales y como comentaba el gran físico Enrico Fermi “si yo pudiera recordar los nombres de todas estas partículas, habría sido botánico”. Tal era el número de partículas que surgían de entre los res-tos de los átomos tras las colisiones en los aceleradores que las hacían cho-car a velocidades cercanas a c. Toda la materia consiste en quarks y leptones, que interaccionan inter-cambiando diferentes tipos de cuantos, descritos por los campos de Maxwell y de Yang-Mills. El Modelo Estándar nos describe todas las familias de partículas sub-atómicas que componen la materia y cómo actúan las fuerzas al interaccio-nar con ellas, incluyendo la teoría de Maxwell del electromagnetismo que gobierna la interacción de los electrones y de la luz, y que se conoce por electrodinámica cuántica, cuya corrección ha sido verificada experimental-mente dentro de un margen de error de una parte en 10 millones, lo que la hace ser la teoría más precisa en la historia de la física. Llegar al Modelo Estándar de la Física costó el esfuerzo de más de un siglo de investigación y trabajo teórico de muchos en el descubrimiento del dominio subatómico. La fuerza débil gobierna las propiedades de los “leptones”, tales como el electrón, el muón y el mesón tau y sus neutrinos asociados. Al igual que las otras fuerzas, los leptones interaccionan intercambiando cuantos, llama-dos bosones W y Z. Estos cuantos también se describen matemáticamente por el campo de Yang-Mills. A diferencia de la fuerza gluónica, la fuerza generada por el intercambio de bosones W y Z es demasiado débil para mantener los leptones en una resonancia, de modo que no vemos un número infinito de leptones emergiendo de nuestros colisionadores de átomos. De la fuerza fuerte, el Nobel Steven Weinberg, uno de los creadores del Modelo Estándar, escribió: “Existe una larga tradición de la física teórica que no afectó a todos, ni mucho menos, pero ciertamente me afectó a mí: la que decía que las interacciones fuertes [eran] demasiado complicadas para la mente humana”. Las características más interesantes del Modelo Estándar es que está basado en la simetría; podemos ver su señal inequívoca dentro de cada una de estas interacciones. Los quarks y los leptones no son aleatorios, sino que se presentan en pautas definidas en el Modelo. Este modelo de la física que explica las fuerzas que interaccionan con las partículas creadoras de materia, no incluye la fuerza de la gravedad. El Modelo Estándar es práctico y ha sido y es una poderosa herramien-ta para todos los físicos, sin embargo, al no incluir la gravedad, es incomple-ta. Cuando se intenta unir el Modelo Estándar con la teoría de Einstein, la teoría resultante da respuestas absurdas. Este modelo es feo y complicado: 1. 36 quarks, que se presentan en 6 “sabores” y 3 “colores” y sus ré-plicas en antimateria para describir las interacciones fuertes. 2. 8 campos de Yang-Mills para describir los gluones, que ligan los quarks. 3. 4 campos de Yang-Mills para describir las fuerzas débiles y elec-tromagnéticas. 4. 6 tipos de leptones para describir las interacciones débiles. 5. Un gran número de misteriosas partículas de “Higgs” necesarias para ajustar las masas y las constantes que describen a las partículas. 6. Al menos 19 constantes arbitrarias que describen las masas de las partículas y las intensidades de las diversas interacciones. Estas diecinueve constantes deben ser introducidas a la fuerza; no están determinadas en mo-do alguno por la teoría. Así las cosas, está claro que hay que buscar otro modelo. La fealdad del Modelo Estándar puede contrastarse con la simplicidad de las ecuaciones de Einstein, en las que todo se deducía de primeros princi-pios. Para comprender el contraste estético entre el Modelo Estándar y la teoría de la relatividad general de Einstein debemos comprender que, cuan-do los físicos hablan de “belleza” en sus teorías, realmente quieren decir que estas “bellas” teorías deben poseer al menos dos características esenciales: 1. Una simetría unificadora. 2. La capacidad de explicar grandes cantidades de datos experimenta-les con las expresiones matemáticas más económicas. El Modelo Estándar falla en ambos aspectos, mientras que la relativi-dad general los exhibe, ambos, de manera bien patente. Nunca una teoría di-jo tanto con tan poco; su sencillez es asombrosa y su profundidad increíble. De hecho, desde que se publicó en 1.915, no ha dejado de dar frutas, y aún no se han obtenido de ella todos los mensajes que contiene. Al contrario de la relatividad general, la simetría del Modelo Estándar, está realmente formada empalmando tres simetrías más pequeñas, una por cada una de las fuerzas; el modelo es espeso e incómodo en su forma. Cier-tamente no es económica en modo alguno. Por ejemplo, las ecuaciones de Einstein, escritas en su totalidad, sólo ocupan unos centímetros y ni siquiera llenaría una línea de esta página. A partir de esta escasa línea de ecuaciones, podemos ir más allá de las leyes de Newton y derivar la distorsión del espa-cio, el Big Bang y otros fenómenos astronómicos importantes como los agu-jeros negros. Por el contrario, sólo escribir el Modelo Estándar en su totali-dad requeriría, siendo escueto, un par de páginas de esta libreta y parecería un galimatías de símbolos complejos sólo entendibles por expertos. Los científicos quieren creer que la naturaleza prefiere la economía en sus creaciones y que siempre parece evitar redundancias innecesarias al crear estructuras físicas, biológicas y químicas. El matemático francés Henri Poincaré lo expresó de forma aún más franca cuando escribió: “El científico no estudia la Naturaleza porque es útil; la estudia porque disfruta con ello, y disfruta con ello porque es bella”. E. Rutherford, quien descubrió el núcleo del átomo (entre otras muchas cosas), dijo una vez: “Toda ciencia es o física o coleccionar sello”. Se refe-ría a la enorme importancia que tiene la física para la ciencia, aunque se le olvidó mencionar que la física está sostenida por las matemáticas que la ex-plica. Pero, a pesar de todos sus inconvenientes, el Modelo Estándar, desde su implantación, ha cosechado un éxito tras otro, con sus inconvenientes y sus diecinueve parámetros aleatorios, lo cierto es que es lo mejor que tene-mos por el momento para explicar las familias de partículas que conforman la materia y cómo actúan las fuerzas de la naturaleza, todas las fuerzas me-nos la gravedad; esa nos la explica a la perfección y sin fisuras las ecuacio-nes de Einstein de la relatividad general. Hace tiempo que los físicos tratan de mejorar el Modelo Estándar con otras teorías más avanzadas y modernas que puedan explicar la materia y el espacio-tiempo con mayor amplitud y, sobre todo, incluyendo la gravedad. Así que retomando la teoría de Kaluza de la quinta dimensión, se propuso la teoría de supergravedad en 1.976 por los físicos Daniel Freedman, Sergio Ferrara y Peter van Nieuwenhuizen, de la Universidad del Estado de Nueva York en Stoney Brook que desarrollaron esta nueva teoría en un espacio de once dimensiones. Para desarrollar la superteoría de Kaluza-Klein en once dimensiones, uno tiene que incrementar enormemente las componentes del interior del Tensor métrico de Riemann (que Einstein utilizó en cuatro dimensiones, tres de espacio y una de tiempo para su relatividad general y más tarde, Kaluza, añadiendo otra dimensión de espacio, la llevó hasta la quinta dimensión haciendo así posible unir la teoría de Einstein de la gravedad, con la teoría de Maxwell del electromagnetismo), que ahora se convierte en el superten-sor métrico de Riemann. Esta nueva teoría de supergravedad pretendía la unificación de todas las fuerzas conocidas con la materia, y, como en un rompecabezas, encajar-las en el Tensor de Riemann tan solo con elevar el número de dimensiones que exigía más componentes y nos daba el espacio necesario para poder ubicar en sus apartados correspondientes, todas las fuerzas fundamentales y también la materia, la que podía satisfacer, casi en su totalidad, el sueño de Einstein. Para visualizar esto, desarrollemos el tensor métrico y mostremos un sencillo diagrama de cómo se las arregla la supergravedad para encajar el campo de Einstein, el campo de Yang-Mills y los campos de Maxwell y de la materia, todo ello en 11 dimensiones. emilio silvera

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9 may
15:58

Nuevas teorías y nuevos conocimientos
La materia con todas las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Los bosones intermediarios o partículas portadoras de las fuerzas como el fotón para el electromagnetismo, los gluones para la fuerza nuclear fuerte, las par-tículas W y Z para la nuclear débil y, en la partícula portadora de la grave-dad, el gravitón, ponemos el signo de interrogación, ya que se sabe que esta ahí en algún sitio pero hasta la fecha no ha sido detectado. Antes de continuar con la teoría de supercuerdas, o con su versión más avanzada la teoría M, parece conveniente recordar que hasta el momento los ladrillos del universo eran los quarks, las partículas más pequeñas detecta-das en los aceleradores del CERN y FERMILAB. Pero ¿están hechos de co-sas más pequeñas?, eso no lo sabemos. El Modelo Estándar, menos avanza-do que las otras teorías, nos dice que los quarks son las partículas más pe-queñas y forman protones y neutrones constituyendo la formación interna del átomo, el núcleo. En la actualidad, nuestros aceleradores de partículas no tienen capacidad para ahondar más allá de los quarks y averiguar si a su vez, éstos están formados por partículas aún más pequeñas. Por otro lado, los físicos están casi seguros de que los leptones no están compuestos de partículas más pequeñas. Sin embargo, esta sospecha no se tiene en el caso de los quarks; no se sabe qué puede haber detrás de ellos. Tan sólo se ha llegado a desconfinarlos junto con los gluones y por un breve periodo de tiempo de los protones y neutrones que los mantenían aprisiona-dos, formando – en esos breves instantes – una materia plasmosa. No es raro oir dentro de la comunidad científica a los físicos teóricos hablando de pre-quarks. Como antes hemos comentado de pasada, el Modelo Estándar agrupa las partículas en familias: Hadrones: Bariones: protón, neutrón , Lambda, omega, etc. Mesones: pión, kaón, psí, etc. Quarks: up, down, charmed, strange, top y botton Leptones: electrón, muón y tau (y sus neutrinos asociados), neutrino electrónico, muónico y tauónico Y describe las interacciones que estas partículas tienen con las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza, sobre todo con las nucleares fuerte y débil y la electromagnética; la gravedad se queda aparte del Modelo Están-dar, ya que su incidencia con las partículas elementales es inapreciable co-mo consecuencia de las infinitesimales masas de éstas, y ya sabemos que la gravedad se deja sentir y se hace presente cuando aparecen las grandes ma-sas como planetas, estrellas y galaxias. Como el Modelo Estándar es limitado, los físicos buscan desesperada-mente nuevas teorías que puedan corregir y perfeccionar este modelo. Así aparecieron las teorías de supersimetría, supergravedad, supercuerdas, y ahora por último, la teoría M propuesta por Edward Witten en 1.995 y que nos quiere explicar, de manera más perfecta, el universo desde su origen, cómo y por qué está conformado ese universo, las fuerzas que lo rigen, las constantes de la naturaleza que establecen las reglas, y todo ello, a partir de pequeños objetos infinitesimales, las cuerdas, que sustituyen a las partículas del modelo estándar que creíamos elementales. Esta nueva teoría, permite además, unificar o incluir la gravedad con las otras fuerzas, como teoría cuántica de la gravedad, todo ello mediante una teoría estructurada y fundamentada con originalidad y compactificación de las cuatro fuerzas de la naturaleza y dejando un gran espacio matemático para eliminar anomalías o perturbaciones, y se propugna con coherencia que la cuerda es el elemento más básico de la estructura de la materia; lo que es-taría bajo los quarks serían unas diminutos círculos semejantes a una mem-brana vibrante circular y de diferentes conformaciones. Ed Witten, en su trabajo, presentó amplias evidencias matemáticas de que las cinco teorías obtenidas de la primera revolución, junto con la más reciente conocida como la supergravedad (supercuerda después), en 11 di-mensiones, eran de hecho parte de una teoría inherentemente cuántica y no perturbativa conocida como teoría M. Las seis teorías están conectadas entre sí por una serie de simetrías de dualidad T, S, y U. Además, de la teoría pro-puesta por Witten se encuentran implícitas muchas evidencias de que la teo-ría M no es sólo la suma de las partes, sino que se vislumbra un alentador horizonte que podría concluir como la teoría definitiva tan largamente bus-cada. Las supercuerdas, en realidad, sólo es otra manera utilizada por los científicos a la búsqueda de la verdad que la Humanidad necesita y reclama para continuar con su propia evolución que, sin esos conocimientos, queda-ría estancada. emilio silvera

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9 may
16:02

El destino es incierto
La fuerza de la naturaleza, en el universo primitivo del Big Bang, era una sola fuerza y el estado de la materia es hoy conocido como “plasma”; las enormes temperaturas que regían no permitía la existencia de protones o neutrones, todo era como una sopa de quarks. El universo era opaco y estaba presente una simetría unificadora. Más tarde, con la expansión, se produjo el enfriamiento gradual que fi-nalmente produjo la rotura de la simetría reinante. Lo que era una sola fuer-za se dividió en cuatro. El plasma, al perder la temperatura necesaria para conservar su estado, se trocó en quarks que formaron protones y neutrones que se unieron para formar núcleos. De la fuerza electromagnética, surgie-ron los electrones cargados negativamente y que, de inmediato, fueron atraí-dos por los protones de los núcleos, cargados positivamente; así surgieron los átomos que, a su vez, se juntaron para formar células y éstas para formar los elementos que hoy conocemos. Después se formaron las estrellas y las galaxias que sirvieron de fábrica para elementos más complejos surgidos de sus hornos nucleares hasta completar los 92 elementos naturales que con-forma toda la materia conocida. Existen otros elementos que podríamos añadir a la Tabla, pero estos son artificiales como el plutonio o el einstenio. Estos conocimientos y otros muchos que hoy posee la ciencia es el fru-to de mucho trabajo, de la curiosidad innata al ser humano, del talento de al-gunos y del ingenio de unos pocos, todo ello después de años y años de evo-lución pasando los descubrimientos obtenidos de generación en generación. ¿Cómo habría podido Einstein formular su teoría de la relatividad ge-neral sin haber encontrado el Tensor métrico del matemático alemán Rie-mann? ¿Qué formulación del electromagnetismo habría podido hacer James C. Maxwell sin el conocimiento de los experimentos de Faraday? La relatividad especial de Einstein, ¿habría sido posible sin Maxwell y Lorentz? ¿Qué unidades habría expuesto Planck sin los números de Stoney? Así podríamos continuar indefinidamente, partiendo incluso, del átomo de Demócrito, hace ahora más de 2.000 años. Todos los descubrimientos e inventos científicos están apoyados por ideas que surgen desde conocimien-tos anteriores que son ampliados por nuevas y más modernos formulaciones. Precisamente, eso es lo que está ocurriendo ahora con la teoría M de las supercuerdas de Witten. Él se inspira en teorías anteriores que, a su vez, se derivan de la original de A. Einstein que pudo surgir, como he comentado, gracias al conocimiento que en geometría aportó Riemann con su tensor mé-trico. Y no sería extraño que, al igual que Einstein pudo salir del callejón sin salida en el que estaba metido, hasta que por fin apareció la geometría espa-cial curva de Riemann para salvarlo que, de la misma manera, Witten y otros, puedan salir del escollo en el que han quedado aprisionados con la teoría de supercuerdas, gracias a las funciones modulares de aquel extraño matemático llamado Ramanujan que, como Riemann, murió antes de cum-plir los treinta y cinco años. En el ranking de los científicos más importantes del mundo, elaborado en función del impacto de los artículos publicados por cada cual en las re-vistas científicas, los trabajos realizados y los libros, etc, que es un buen in-dicador de la carrera de cada uno, no parece haber ninguna duda en que Ed Witten, el físico-matemático estadounidense, tiene el número uno de esa lis-ta, y muy destacado sobre el segundo. Aunque es Físico Teórico, en 1.990, la Unión Internacional de Matemáticos le concedió la Medalla Field, algo así como el primeo Nobel en matemáticas que no concede la Academia Sue-ca. Es la figura más destacada en el campo de las supercuerdas, un compli-cado entramado teórico que supera el gran contrasentido de que las dos ver-tientes más avanzadas de la física, la teoría relativista de la gravitación y la mecánica cuántica, sean incompatibles pese a que cada una por separado es-tén más que demostradas. Ningún físico se siente cómodo con este divorcio recalcitrante, aunque no todos tienen la misma confianza en esta concepción de las supercuerdas, en que las partículas elementales (electrones, quarks, etc) son modos de vi-bración de cuerdas de tamaño inimaginablemente pequeño (10-33 cm) que existen en universos con 11 dimensiones en lugar de las cuatro cotidianas, tres de espacio y una de tiempo de la teoría de A. Einstein. Las supercuerdas están en ebullición desde que hace unos veinte años Witten dio un fuerte ti-rón a toda la cuestión al sintetizar brillantemente ideas que estabas en el ambiente y que nadie había sido capaz de formular a plena satisfacción de todos, ya que, esta especialidad de supercuerdas y de las 11 dimensiones exige un nivel y una profundidad matemática que sólo está al alcance de unos pocos. Este trabajo de Witten desembocó en lo que hasta ahora todos denominan teoría M (Witten, como ya he comentado antes, se refería en su exposición de la nueva teoría – o mejor, nuevo planteamiento – a magia, misterio y matriz). La teoría de supercuerdas tiene tantas sorpresas fantásticas que cual-quiera que investigue en el tema reconoce que está llena de magia. Es algo que funciona con tanta belleza... Cuando cosas que no encajan juntas e in-cluso se repelen, si se acerca la una a la otra alguien es capaz de formular un camino mediante el cual, no sólo no se rechazan, sino que encajan a la per-fección dentro de ese sistema, como ocurre ahora con la teoría M que acoge con naturalidad la teoría de la relatividad general y la teoría mecánico-cuántica; ahí, cuando eso se produce, está presente la belleza. Lo que hace que la teoría de supercuerdas sea tan interesante es que el marco estándar mediante el cual conocemos la mayor parte de la física es la teoría cuántica y resulta que ella hace imposible la gravedad. La relatividad general de Einstein, que es el modelo de la gravedad, no funciona con la teo-ría cuántica. Sin embargo, las supercuerdas modifican la teoría cuántica es-tándar de tal manera que la gravedad no sólo se convierte en posible, sino que forma parte natural del sistema; es inevitable para que éste sea comple-to. Un sistema como el Modelo Estándar, que acoge todas las fuerzas de la naturaleza, dejando aparte la fuerza gravitatoria, no refleja la realidad de la naturaleza, está incompleto. Hace muchos años que la física persigue ese modelo, la llaman Teoría de Todo y debe explicar todas las fuerzas que interaccionan con las partícu-las subatómicas que conforman la materia y, en definitiva, el universo, su comienzo y su final, el hiperespacio y los universos paralelos. Esa es la teo-ría de supercuerdas. ¿Por qué es tan importante encajar la gravedad y la teoría cuántica? Porque no podemos admitir una teoría que explique las fuerzas de la natura-leza y deje fuera a una de esas fuerzas. Así ocurre con el Modelo Estándar que deja aparte y no incluye a la fuerza gravitatoria que está ahí, en la natu-raleza. La teoría de supercuerdas se perfila como la teoría que tiene implica-ciones si tratamos con las cosas muy pequeñas, en el microcosmos; toda la teoría de partículas elementales cambia con las supercuerdas que penetra mucho más; llega mucho más allá de lo que ahora es posible. En cuanto a nuestra comprensión del universo a gran escala (galaxias, el Big Bang...), creo que afectará a nuestra idea presente, al esquema que hoy rige y, como la nueva teoría, el horizonte se ampliará enormemente; el cosmos se presentará ante nosotros como un todo, con un comienzo muy bien definido y un final muy bien determinado. Para cuando eso llegue, sabremos lo que es, como se genera y dónde están situadas la esquiva materia oscura y energía invisible que sabemos que están ahí, pero no sabemos explicar ni el qué ni el por qué. La Humanidad, aún en proceso de humanización, para su evolución ne-cesita otro salto cuantitativo y cualitativo del conocimiento que les permita avanzar notablemente hacia el futuro. Ese avance está supeditado a que la teoría M, la versión más avanzada de supercuerdas, se haga realidad. Todos los avances de la Humanidad han estado siempre cogidos de la mano de las matemáticas y de la física. Gracias a estas dos disciplinas del saber podemos vivir cómodamente en ciudades iluminadas en confortables viviendas. Sin Einstein, pongamos por ejemplo, no tendríamos láseres o má-seres, pantallas de ordenadores y de TV, y estaríamos en la ignorancia sobre la curvatura del espaciotiempo o sobre la posibilidad de ralentizar el tiempo si viajamos a gran velocidad; también estaríamos en la más completa igno-rancia sobre el hecho cierto y demostrado de que masa y energía (E = mc2), son la misma cosa. Como ese ejemplo podríamos aportar miles y miles. Es necesario con-tinuar avanzando en el conocimiento de las cosas para hacer posible que, al-gún día, dominemos las energías de las estrellas, de los agujeros negros y de las galaxias. Ese dominio será el único camino para que la Humanidad que habita el planeta Tierra, pueda algún día, lejano en el futuro, escapar hacia las estrellas para instalarse en otros mundos lejanos. Ese es nuestro inevita-ble destino. Llegará ese irremediable suceso que convertirá nuestro Sol en una gigante roja, cuya órbita sobrepasará Mercurio, Venus y posiblemente el planeta Tierra. Pero antes, en el proceso, las temperaturas se incrementarán y los mares y océanos del planeta se reconvertirán en vapor. Toda la vida sobre el planeta será eliminada y para entonces, si queremos sobrevivir y preservar la especie, estaremos ya muy lejos, buscando nuevos mundos habitables en algunos casos, o instalados como colonizadores de otros pla-netas. Mientras tanto, el Sol habrá explotado en nova y se convertirá en una estrella enana blanca. Sus capas exteriores serán lanzadas al espacio estelar y el resto de la masa del Sol se contraerá sobre sí misma. La fuerza de gra-vedad reducirá más y más su diámetro, hasta dejarlo en unos pocos kilóme-tros, como una gran pelota de enorme densidad que poco a poco se enfriará. Un cadáver estelar. Ese es el destino del Sol que ahora hace posible la vida en nuestro pla-neta, enviándonos su luz y su calor, sin los cuales, no podríamos sobrevivir. Para cuando eso llegue (faltan 4.000 millones de años), la Humanidad tendrá que contar con medios tan avanzados que ahora sólo podríamos ima-ginar. Las dificultades que habrá que vencer son muchas y, sobre todo, in-creíblemente difíciles de superar. ¿Cómo podremos evitar las radiaciones gamma y ultravioletas? ¿En qué clase de naves podremos escapar a esos mundos lejanos? ¿Seremos capaces de vencer la barrera de la velocidad de la luz? emilio silvera

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9 may
16:05

El complejo Universo y el Ingenio de la Mente
La estrella más cercana al Sol es Alfa Centauro; un sistema triple, con-sistente en una binaria brillante y una enana roja débil a 2º, llamada Próxima Centauro. La binaria consiste en una enana G2 de amplitud -0’01 y una ena-na K1 de magnitud 1’3. Vistas a simple vista, aparecen como una única es-trella y se encuentran a 4’3 años luz del Sol. Sabemos que 1 año luz es la distancia recorrida por la luz en un año trópico a través del espacio vacio, y equivale a 9’4607×1012 km, ó 63.240 Unidades Astronómicas, ó 0’3066 parsecs. La Unidad Astronómica es la distancia que separa al planeta Tierra del Sol, y equivale a 150 millones de kilómetros; poco más de 8 minutos luz. Ahora pensemos en la enormidad de la distancia que debemos recorrer para llegar a Alfa Centauro, nuestra estrella vecina más cercana. 63.240 Unidades Astronómicas a razón de 150 millones de km. Cada una nos dará 9.486.000.000.000 de kilómetros recorridos en un año y, hasta llegar a Alfa Centauro, lo multiplicamos por 4’3 y nos resultarían 40.789.800.000.000 de kilómetros hasta Alfa. La cantidad resultante son mi-llones de kilómetros. Ahora pensemos que con nuestras actuales naves que alcanzan veloci-dades de 50.000 km/h, tratáramos de llegar a Alfa Centauro. ¿Cuándo llega-ríamos, en el supuesto caso de que no surgieran problemas durante el viaje? Bueno, en estas condiciones, los viajeros que salieran de la Tierra junto con sus familias, tendrían que pasar el testigo a las siguientes generaciones que, con el paso del tiempo (muchos, muchos siglos), olvidarían su origen y, posiblemente, las condiciones de ingravidez del espacio mutarían el físico de estos seres en forma tal que, al llegar a su destino podrían ser cualquier cosa menos humanos. Precisamente para evitar este triste final, estamos in-vestigando, haciendo pruebas en viajes espaciales, trabajando en nuevas tecnologías y probando con nuevos materiales, y buscando en nuevas teorías avanzadas, como la teoría M, las respuesta a preguntas que hacemos y de las que hoy no tenemos respuesta, y sin estas respuestas, no podemos continuar avanzando para que, cuando llegue ese lejano día, podamos con garantía sa-lir hacia las estrellas, hacia esos otros mundos que acogerá a la Humanidad, cuyo destino, irremediablemente, está en las estrellas. De material de estre-llas estamos hechos y en las estrellas está nuestro destino. Si finalmente el destino del universo (supeditado a su densidad crítica), es el Big Crunch, entonces la Humanidad tendrá otro problema, este aún más gordo que el anterior, para resolver. El primero será buscar soluciones para escapar de nuestro sistema so-lar, lo que en un futuro lejano, y teniendo encuentra que el avance tecnoló-gico, es exponencial, parece que dicho problema puede tener una solución dentro de los límites que la lógica nos puede imponer. El segundo parece más serio, ¡escapar de nuestro universo! Pero… ¿a dónde podríamos esca-par? Stephen Hawking y otros científicos nos hablan de la posibilidad de universos paralelos o múltiples; en unos puede haber condiciones para al-bergar la vida y en otros no. ¿Pero cómo sabremos que esos universos exis-ten y cuál es el adecuado para nosotros? ¿Cómo podremos escapar de este universo para ir a ese otro? Son preguntas que nadie puede contestar hoy. La Humanidad, para sa-ber con certeza su futuro, tendrá que seguir trabajando y buscando nuevos conocimientos y, para dentro de unos milenios (si antes no se destruye a sí misma), seguramente, habrá obtenido algunas respuestas que contestarán es-ta difícil pregunta que, a comienzos del siglo XXI, nadie está capacitado pa-ra contestar. Se puede sentir la fascinación causada por la observación de la belleza que encierra el universo, la simple observación de lo que encierra nos causa-rá asombro, aunque no se tenga preparación científica, pero el nivel de apre-ciación de la naturaleza, la verdadera maravilla, vendrá de comprender me-jor lo que estamos viendo, que es mucho más que grandes figuras luminosas y múltiples objetos brillantes, es… la evolución… la vida. Ensimismado en mis pensamientos me asombro del enorme talento que tenía Einstein. Su gravedad es una predicción de las supercuerdas; sus ecua-ciones surgen de esta nueva teoría como por arte de magia, nadie las ha lla-mado, pero aparecen. Dicha aparición espontánea es una pista importante a favor de esta nueva teoría que aspira a contestar alguna de las preguntas pendientes. Por otra parte, las supercuerdas originan la idea de la supersime-tría, considerada uno de los grandes descubrimientos en física. En el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas), situado cerca de Ginebra, los países europeos están construyendo un nuevo acelera-dor de partículas, el LHC, y en él se buscará esta supersimetría, la partícula de Higgs que proporciona la masa a todas las partículas, y tratará de despe-jar interrogantes que en los aceleradores actuales no pueden ser contestados. Pero volviendo al tema principal, tendremos que convenir todos en el hecho innegable de que, en realidad, estas nuevas teorías que pretenden ex-plicarlo todo, en realidad, como digo, están todas basadas en la teoría de la relatividad general de Einstein. La han ampliado elevándola a más dimensiones que les permite añadir más factores, pero las ecuaciones de campo de Einstein subyacen en la base de todas estas teorías, desde la que expusieron Kaluza-Klein en la 5ª dimen-sión, hasta estas otras más recientes de 10, 11 y 26 dimensiones. Lo que realmente podemos constatar en nuestra experiencia cotidiana es que las dimensiones espaciotemporales del mundo en que vivimos son tres de espacio y una de tiempo. Sin embargo, muchos propugnan otro es-quema en el que el universo tiene más dimensiones que, en el primer segun-do del comienzo del tiempo, cuando se produjo el Big Bang, quedaron com-pactificadas y no pudieron expandirse como las otras tres (longitud, anchura y altura), sino que se quedaron en la longitud de Planck, inmóviles, mientras que sus compañeras se expandían y se hacían más y más grandes. Estas es-tructuras conceptuales, la más famosa (por ser la primera), la teoría de Kalu-za que más tarde perfeccionó Klein y pasó a llamarse de Kaluza-Klein, más tarde inspiró otras teorías hasta llegar a las supercuerdas y a la teoría M, la más avanzada y completa. Sin embargo, es importante recordar que Kaluza se inspiró en la teoría de Einstein para formular su teoría, a la que añadió otra dimensión de espacio que le permitió incluir dentro de la nueva teoría, además de las ecuaciones de Einstein, las de Maxwell; uniendo así la grave-dad con el electromagnetismo. Las supercuerdas en más dimensiones, al tener mucho más espacio dis-ponible, puede incluir dentro de su esquema a todas las fuerzas y a todas las partículas que conforman la materia del universo, como se ve claramente en el gráfico de la página 73 que partiendo de la gravedad de Einstein pasa al electromagnetismo de Maxwell, a las fuerzas nucleares, con sus partículas transmisoras y se llega a los quarks y leptones de la materia. Es la primera teoría que ha sido capaz de unir la relatividad y la mecánica cuántica. Hemos conseguido grandes logros y enormes conocimientos, cualquie-ra de ellos es suficiente para causar nuestro asombro. Por ejemplo, matemá-ticamente, la fuerza eléctrica fue descubierta en el año 1.785 por el ingenie-ro en estructuras Charles Coulomb. Ahora bien, con relación a las grandes distancias, la fuerza eléctrica y magnética actúa igual a como lo hace la gra-vedad: al duplicar la distancia, su magnitud disminuye a la cuarta parte. Cla-ro que la gravedad depende de la masa y la electricidad de la carga y, mien-tras que la primera sólo es atractiva, la segunda puede ser atractiva cuando los objetos tienen carga diferentes (protón positiva y electrón negativa) o re-pulsivos cuando las cargas son iguales (protón rechaza a protón y electrón rechaza a electrón); se puede probar jugando con dos imanes que se juntarán por sus polos negativos-positivo y se rechazarán por sus polos positivo-positivo y negativo-negativo. Más tarde llegó Michael Faraday con sus ex-perimentos eléctricos y magnéticos y, finalmente, James Clero Maxwell formuló con sus ocho ecuaciones vectoriales la teoría del electromagnetis-mo. Lorentz nos descubrió que un objeto que viaje a velocidades cercanas a la de la luz, c, se achatará por la parte delantera del sentido de su marcha (contracción de Lorentz) y, mientras tanto, su masa aumentará (lo que ha si-do comprobado en los aceleradores de partículas). Max Planck nos trajo su cuanto de acción, h, que dio lugar a la mecáni-ca cuántica al descubrir que la energía se transmite en forma discontinua mediante paquetes discretos a los que llamó cuantos. También fue obra de Planck perfeccionar las unidades de Stoney y nos dejó esas cantidades natu-rales de tiempo, espacio, energía y masa. Schrödinger, con su función de onda (), nos dijo la manera de solu-cionar, en parte, el problema planteado por Heisemberg con su principio de incertidumbre, según el cual no podemos saber, al mismo tiempo, dónde es-tá una partícula y hacia dónde se dirige; sólo estamos capacitados para saber una de las dos cosas, pero no las dos al mismo tiempo. Así que la función de onda nos dice la probabilidad que tenemos para encontrar esa partícula y en qué lugar se encuentra. La llegada de Einstein, en 1.905, fue para la física como el elefante que entró en la cacharrería; lo puso todo patas arriba. Los cimientos de la física temblaron con aquellos nuevos y osados conceptos que, en un primer mo-mento, no todos pudieron comprender. Precisamente, Max Planck fue uno de esos pocos privilegiados que, al leer el artículo de Einstein sobre la rela-tividad especial, comprendió que a partir de ese momento habría que conce-bir la física bajo la base de otros principios. Einstein, un desconocido, le decía al mundo científico que la velocidad de la luz en el vació, c, era el límite de la velocidad alcanzable en nuestro universo; nada podía ir más rápido que la luz. Además, decía que el tiempo es relativo y que no transcurre igual para todos. La velocidad del paso del tiempo depende de la velocidad a la que se viaje y de quien sea el observa-dor. El jefe de estación observa como para el tren que viaja a 60 km/h. Pue-de ver como un niño que viaja con su padre, sentado junto a él, se asoma por la ventanilla y arroja una pelota, en el mismo sentido de la marcha del tren, impulsándola con una fuerza de 20 km/h. Si el que mide la velocidad de la pelota es el jefe de estación, comprobará que ésta va a 80 km/h, los 60 km a los que viaja el tren, más los 20 km a los que el niño lanzó la pelota; ambas velocidades se han sumado. Sin embargo, si la velocidad de la pelota es me-dida por el padre del niño que también va viajando en el tren, la velocidad será de 20 km/h, sólo la velocidad de la pelota; no se suma la velocidad del tren, ya que quien mide está montado en él y por lo tanto esta velocidad no cuenta. La velocidad de la pelota será distinta dependiendo de quien la mida, si el observador está en reposo o en movimiento. De la misma manera, Einstein, en su teoría, nos demostraba que el tiempo transcurre más lentamente si viajamos a velocidades cercanas a las de la luz. Tal afirmación dio lugar a la conocida como paradoja de los gemelos. Resulta que dos hermanos gemelos de 28 años de edad se han preparado, uno para arquitecto y el otro para astronauta. El hermano astronauta se dis-pone a realizar un viaje de inspección hasta Alfa Centauri y su hermano se queda en la Tierra esperando su regreso. Cuando por fin el astronauta, que a viajado a 250.000 km/s, regresa a la Tierra, desembarca con una edad de 38 años y es recibido por su hermano gemelo que se quedó en la Tierra y que tiene la edad de 80 años. ¿Cómo es posible eso? Pues ha sido posible porque el hermano que viajó a velocidades cerca-nas a la de la luz ralentizó el tiempo que transcurrió más lentamente para él que para su hermano de la Tierra. El astronauta viajó hasta Alfa Centauro a 4’3 años luz de la Tierra, ida y vuelta 8’6 años luz. Pero al viajar tan rápido, muy cerca de la velocidad de la luz, transcurrieron sólo 10 años, mientras que en la Tierra pasaron 52 años. Aunque parezca increíble, esa es la realidad comprobada. También Einstein postulaba en su teoría que la masa y la energía eran dos aspectos de una misma cosa; la masa sólo era energía congelada. Para ello formulaba su famosa ecuación E = mc2. En otro artículo, inspirado por el “cuanto” de Planck, Einstein dejó plasmado lo que desde entonces se conoce como “efecto fotoeléctrico”, de-mostrando que las partículas unas veces se comportan como tales y otras como una onda. Este trabajo le valió el premio Nobel de Física de 1.923, aunque la mayoría de la gente cree que se lo dieron por su teoría de la relati-vidad. En verdad, si se considera la importancia de sus trabajos, la Relativi-dad Especial se merecía un premio Nobel y la Relatividad General de 1.915, se merecía otro. De todos sus trabajos, el más completo e importante, es el de la relati-vidad general, de cuya importancia para la física y para la cosmología, aún hoy, cerca de un siglo después, se están recogiendo resultados. Así de pro-funda, importante y compleja (dentro de su sencillez y belleza) son las ecua-ciones de Einstein que un siglo después continua enviando mensajes nuevos de cuestiones de vital importancia. La teoría M también tiene su origen en la relatividad general que curva el espacio y distorsiona el tiempo en presencia de grandes masas, haciendo posible la existencia de agujeros negros y aguje-ros de gusano que según algunos, serán la posible puerta para viajar a otros universos y a otro tiempo. Es necesario que los científicos piensen en estas cosas para solucionar los problemas del futuro y cuándo llegue el momento, salir de las encrucija-das a las que, irremediablemente, estamos destinados. La gente corriente no piensa en estas cuestiones; su preocupación es más cercana y cotidiana, la hipoteca del piso o los estudios de los niños y, en la mayoría de los casos, lo importante es el fútbol. Es una lástima, pero así son las cosas. No se paran ni a pensar cómo se forma una estrella, de qué está hecha y por qué brilla. Nuestro Sol, por ejemplo, es una estrella media-na, amarilla, del Grupo G-2, ordinaria, que básicamente consume hidrógeno y como en el Big Bang original, lo fusiona en helio. Sin embargo, puesto que los protones en el hidrógeno pesan más que en el helio, existe un exceso de masa que se transforma en energía mediante la fórmula de Einstein E = mc2. Esta energía es la que mantiene unidos los núcleos. Esta es también la energía liberada cuando el hidrógeno se fusiona para crear helio. Esta, al fin, es la razón de que brille el Sol. Ya hemos comentado antes que los elementos complejos se forman en las estrellas que, desde el hidrógeno, helio, litio, berilio, carbono, neón, etc, hasta el uranio, sin las estrellas no existirían… y nosotros tampoco, ya que nuestra forma de vida está basada en el carbono, un material que tiene su origen en las estrellas. emilio silvera

ESCRITO POR>> emilio silvera

18 may
11:00

Sugerencia
Es una verdadera lástima que los comentarios que se envían no salgan en su forma original, y, cuando aparecen para su lectura, lo único que se ve es un revoltijo de letras que, desde luego, no es muy sugerente para nadie. Además, en esa transición de fase del original al que realmente aparece ante el visitante lector, todo sale desvirtuado y, la idea original del cometario, queda algo fuera de lugar e ininteligible. Sería deseable que los comentarios aparecieran tal y como los construye el autor, así su idea original, no quedaría vulnerada. Gracias.

ESCRITO POR>> emilio silvera

19 may
11:00

Nuestro entorno
Los seres humanos, durante toda la vida están aprendiendo y desarrollando su inteligencia. Sin embargo, generalmente, la mayor actividad intelectual se desarrolla desde niño hasta los 35-40 años. Después remite para perder interés y continuar avanzando más pausadamente que en la juventud. Claro que me estoy refiriendo a los casos de las personas estudiosas y comprometidas con el saber que, en muchos casos, no son todos los que quisieran. Hay muchos de los seres de la Tierra que por sus condiciones sociales, su lugar de nacimiento e incluso el seno de la familia en la que el destino lo trajo a este mundo, aun queriendo, no tendrá nunca la oportunidad de saber, de prepararse, de conocer sobre aspectos de la naturaleza que le inquietan o de poder acceder al conocimiento científico de las cosas. El ser humano es curioso por naturaleza y su curiosidad le empujó siempre a preguntar y tratar de saber por qué ocurrían las cosas, tales como: • ¿Por qué la Luna se sostenía en el aire y no caía? • ¿Qué eran los rayos y de dónde salían los truenos? • ¿Cómo se producía la lluvia? • ¿Quién encendía la luz del Sol que nos daba el día y nos calentaba? Nunca se dejó de hacer preguntas que la falta de conocimiento contestaba valiéndose de las divinidades, inventándose un dios o una diosa para cada situación y, claro está, la falta de conocimiento les producía temor que les llevaba a los sacrificios a los dioses para procurar tenerlos satisfechos y evitar su furor. Así, la Humanidad caminó por el planeta Tierra durante milenios. El tiempo inexorable pasaba, y con él las generaciones, las distintas culturas y sociedades humanas. Como el hombre no cejaba en su empeño de saber, lo observaba todo y procuraba aprender de todo lo que acontecía, de tal forma que, un día, dejó de lado la mitología y a los dioses para comenzar a emplear la lógica y darse cuenta de que todo cuanto ocurría, tanto en la Tierra como allá arriba en los cielos, era la consecuencia de algo que ocurrió con anterioridad. Cuando el cielo se oscurecía y se llenaba de nubarrones, la lluvia y la tormenta no tardaban en aparecer. La noche les traía la oscuridad, el frío y el peligro, mientras que el día les llenaba de la luz y el calor del Sol fulgurante. Los ríos arrastraban las piedras y la arena del lecho fluvial y formaban las playas en las orillas. Una fuerza invisible se llevaba el agua del mar y la volvía a traer seis horas más tarde. Poco a poco, aquellos misterios se fueron desvelando y se encontró el origen de todos los fenómenos que, en un principio, sólo eran insondables misterios. Tales de Mileto, en la antigua Grecia, fue el primero en descubrir la importancia que tenía el agua para la vida; él también empleó la lógica para explicar las cosas. Empédocles, otro pensador griego de aquella época floreciente del saber, nos dijo que todo lo que vemos, todas las cosas estaban formadas por cuatro elementos: agua, aire, tierra y fuego, que mezclados en la debida proporción lo podría conformar todo. Aunque algo rústico no deja de ser una buena intuición el hablar de elementos. Demócrito de Abdera, otro sabio de Grecia, nos adelantó (muchos años antes de Cristo) que todas las cosas estaban hechas por partículas diminutas, invisibles e indivisibles, a las que llamó átomos. Pitágoras y Euclides con las matemáticas, Galeno con la medicina, Sócrates, Platón o Aristóteles en filosofía, matemáticas y astronomía... todos ellos y muchos otros abrieron el camino para que la Humanidad pudiera tomar un camino muy distinto y más racional que el del resto de los seres vivos del planeta. Está claro que hemos tenido el privilegio de venir a caer en uno de los planetas que reúne condiciones para la vida. El Universo es tan grandioso que alberga a cientos de miles de millones de galaxias, y el número de las estrellas que las conforman es de tal magnitud que sería una temeridad creer que sólo en el Sistema Solar al que pertenecemos existe la vida inteligente. Nuestro Sol, estrella de segunda generación, es en realidad una estrella mediana clasificada como G2V, amarilla, con una temperatura efectiva de 5.770 K (tipo espectral G2), formada en su mayor parte de hidrógeno (71% en masa), con algo de helio (27%) y elementos más pesados (2%). Su edad se estima en unos 4.500 millones de años y se encuentra en la mitad de su vida como estrella antes de agotar el combustible nuclear y convertirse en gigante roja que, finalmente, explotará lanzando las capas exteriores al vacío estelar y se contraerá bajo el peso de su propia masa (la gravedad sin ninguna fuerza que la contrarreste) para convertirse en una estrella enana blanca. En el centro de nuestro Sol la temperatura se calcula próxima a los 15’6 millones de K y la densidad en el núcleo de 148.000 Kg/m3. El Sol tiene un diámetro de 1.392.530 Km, su masa total es de 1’989×1030 Kg y su velocidad de escape está cifrada en 617’3 Km/s; si no se alcanza no se puede escapar de él. El Sol fusiona cada segundo 4.654.000 toneladas de hidrógeno en 4.650.000 toneladas de helio. Las 4.000 toneladas restantes son enviadas al espacio en forma de luz y de calor, energía de la que una pequeña parte llega al planeta Tierra, y gracias a ello es posible la vida tal como la conocemos. Como antes mencioné, la evolución de nuestro Sol, con el paso del tiempo, lo llevará de manera irremediable a contraerse hasta alcanzar el tamaño de la Tierra y volverse tan denso como para evitar su propio colapso por la presión de degeneración de los electrones. La densidad que alcanza es de 5×108 Kg/m3. En su fase anterior, la de gigante roja, crece varias veces su tamaño original, y en el caso de nuestro Sol su órbita sobrepasará al planeta Mercurio, al planeta Venus y probablemente al planeta Tierra, que para entonces, por lo elevado de las temperaturas reinantes, habrá visto evaporarse el agua de los ríos y océanos hasta dejarlo seco y yermo, sin posibilidad de vida. Para cuando todo eso ocurra, ¿quién estará aquí?; faltan varios miles de años y, si la Humanidad no se ha destruido a sí misma, espero que para entonces tenga preparado todos los medios necesarios para instalarse en otros mundos, preferiblemente fuera de nuestro Sistema Solar, ya que los planetas vecinos, una vez desaparecido el Sol, no creo que reúnan las condiciones idóneas para acoger la vida, y las lunas de esos planetas tampoco parecer suficientemente acogedoras: Io, el tercer satélite más grande de Júpiter, sólo tiene un diámetro de 3.630 Km y es una caldera volcánica donde la radiante lava fluye de sus muchos volcanes. Toda la superficie de Io tiene un color amarillento debido a los depósitos de azufre u óxido de azufre. Existen extensas llanuras y regiones montañosas en Io, aunque no cráteres de impacto, indicando que su superficie es muy joven geológicamente. La densidad de Io, 3’57 g/cm3, sugiere que tiene un núcleo de hierro-azufre de unos 1.500 Km de radio y un manto de silicatos. Las actividades volcánicas de Io son el resultado del calor liberado por las fuerzas de marea, que distorsionan el satélite a medida que se acerca o se aleja de Júpiter en su órbita. Europa, el cuarto satélite más grande de Júpiter y el segundo de los cuatro satélites galileanos en distancia al planeta, conocido también como Júpiter II, tiene un diámetro de 3.138 Km, ligeramente menor que nuestra Luna. La densidad de Europa es de 2’97 g/cm3 indicando que está compuesta fundamentalmente por rocas de silicio, mezcladas con, al menos, un 5% de agua. La superficie es brillante y helada con un albedo de 0’64, dominada por redes de fracturas oscuras y lineales, algunas de más de 1.000 Km de longitud. Se han identificado en Europa al menos una docena de cráteres de impacto. Ganímedes, el satélite más grande de Júpiter y el mayor del Sistema Solar, con un diámetro de 5.262 Km, conocido como Júpiter III y es el más brillante de los satélites galileanos. La densidad de este satélite es de 1’94 g/cm3 y posee una superficie helada llena de contrastes con regiones de alto y bajo albedo, cubiertos por complejos sistemas de surcos, indicando la existencia de varias fases de actividad en la corteza en el pasado. Algunos de los cráteres de impacto más grandes sobre la superficie se han convertido en palimpsestos debido al lento flujo del hielo, como en un glaciar. Titán, el satélite más grande de Saturno y el segundo más grande del Sistema Solar, con un diámetro de 5.150 Km; también conocido como Saturno VI. Fue descubierto en 1.655 por C. Huygens. La composición más probable de Titán es rocas e hielo en partes iguales aproximadamente. Es el único satélite del Sistema Solar que tiene una atmósfera sustancial. La atmósfera está compuesta principalmente por nitrógeno, con un 2/10% de metano, un 0’2% de hidrógeno (porcentajes moleculares) y trazas de etano, propano, etino, cianuro de hidrógeno y monóxido de carbono. Su temperatura es de -180 ºC y pueden existir lloviznas de metano en la superficie y posiblemente nieve de metano. A unos 200 Km de altura abundan espesas nubes anaranjadas de hidrocarburos y existen además capas de neblina atmosférica hasta los 500 Km. Las sondas Voyager revelaron un casquete polar norte en las nubes de Titán, con un collar ligeramente más oscuro a su alrededor. Además, el hemisferio norte era marcadamente más oscuro que el sur. Ambos son probablemente efectos estacionales. Otras muchas lunas acompañan a nuestros planetas vecinos: Phobos y Deimos en Marte; Callisto, Amalthea, Leda, etc. en Júpiter; Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, etc. en Saturno; Cordelia, Ophelia, Bianca, Ariel, etc. en Urano; Galatea, Larissa, Tritón, Nereid, etc. en Neptuno; Charon en Plutón... hasta formar un conjunto aproximado de más de 60 lunas. De los planetas vecinos, Mercurio y Venus están descartados para la vida, y Marte con su delgada atmósfera compuesta (en volumen) por alrededor del 95% de dióxido de carbono, 2’7% de nitrógeno, 1’6% de argón, 0’1% de monóxido de carbono y pequeñas trazas variables de vapor de agua, con unas temperaturas superficiales de entre 0 y -125 ºC, siendo la media de -50 ºC. Es relativamente frecuente la presencia de vapor de agua en nubes blancas o de dióxido de carbono en dichas nubes cerca de latitudes polares. Existen dos casquetes de hielo de agua permanentes en los polos, que nunca se funden y que en invierno aumentan de tamaño al convertirse en casquetes de dióxido de carbono congelado, hasta alcanzar los 60º de longitud. Ocurren esporádicamente tormentas de polvo, pudiendo extenderse hasta cubrir la totalidad del planeta con una neblina amarilla, oscureciendo los accidentes superficiales más familiares. La superficie de Marte es de basalto volcánico con un alto contenido en hierro, que le da al planeta el color característico por el que se le denomina “el planeta rojo”. Existen muchas áreas de dunas de arena rodeando los casquetes polares que constituyen los mayores campos de dunas del Sistema Solar. La actividad volcánica fue intensa en el pasado. Tharsis Montes es la mayor región volcánica, estando Olympus Monts situado en el noroeste, y la vasta estructura colapsada Alba Patera, en el norte. Juntas, estas áreas volcánicas constituyen casi el 10% de la superficie del planeta. No hay volcanes activos en Marte, aunque en el pasado produjeron llanuras de lava que se extendieron cientos de kilómetros. Muchos de los cráteres de impacto más recientes, como cráteres de terraplén, tienen grandes pendientes en los bordes de sus mantas de proyecciones, sugiriendo que la superficie estaba húmeda o llena de barro cuando se produjo el impacto. Aunque (según parece) no existe en la actualidad agua líquida en Marte, hay indicios de que antiguamente tuvo ríos y lagos cuando existía una atmósfera más densa, caliente y húmeda. Uno de los canales secos es Ma’adim Vallis, de unos 200 Km de longitud y varios kilómetros de ancho. Internamente, Marte probablemente tiene una litosfera de cientos de kilómetros de espesor (grosor), una astenosfera rocosa y un núcleo metálico de aproximadamente la mitad del diámetro del planeta. Marte no posee un campo magnético importante; su diámetro ecuatorial es de 6.794 Km, su velocidad de escape de 5,02 Km/s y su densidad media de 3’94 g/cm3. Dista del Sol 1’524 UA. Tanto las lunas antes mencionadas como el planeta Marte son objetos de interesantes estudios que nos facilitarán importantes conocimientos de los objetos que pueblan el espacio exterior y de cómo serán muchos de los planetas y lunas que nos encontraremos más allá de nuestro Sistema Solar. Pero todo de queda ahí, en una interesante experiencia. emilio silvera

ESCRITO POR>> emilio silvera

19 may
11:19

La Ciencia no tenía que estar unida a lo militar
¡La desaparición del Sol! Mucho antes, las condiciones atmosféricas y las temperaturas serán insoportables para el ser humano, que el único camino que tendrá será buscar otros mundos parecidos al planeta Tierra para instalarse. Según algunos estudios realizados, la posibilidad más cercana de encontrar sistemas solares que tengan algún planeta similar a la Tierra, está situada entre 12 y 15 años-luz de nosotros: 15×9’4607×1012 Km ó 15×63.240 unidades astronómicas (1 UA = 150.000.000 Km). Ante tal inmensidad de espacio a recorrer, consiguiendo naves tan veloces como la luz, se tardarían 15 años en llegar, lo que nos puede dar una idea de la complejidad de esas naves, que tendrían que alojar familias enteras y disponer de complejos industriales, de fabricación de productos, de producción de alimentos, centros de enseñanzas, viviendas o habitáculos reducidos pero suficientes con casi todos los servicios colectivos, etc. ¿Cuántas de estas naves harían falta para desalojar a toda la Humanidad? ¿Cómo se hará la selección de los primeros colonos? Si todo eso se consigue, los primeros terrícolas que pongan el pie en esos nuevos mundos, contarán con una avanzada tecnología para construir un mundo totalmente salvaje*. Pero la segunda parte, y más peliaguda, será otra muy distinta: si el nuevo planeta es apto para la vida tal como la conocemos, quién puede asegurarnos que no encontrarán allí a los propios habitantes del planeta. En mi libreta 37, dejé un amplio comentario sobre la posibilidad de vida inteligente en nuestra propia galaxia; y en libretas anteriores aparecen estudios más profundos y documentados sobre la vida extraterrestre, por lo que no me volcaré aquí en ello, al no ser el tema que nos ocupa, puesto que hablamos de cosas más generales y diversas. Pero es necesario que nos paremos a pensar antes de continuar especulando sobre el futuro de la Humanidad, sobre el propio peligro que supone la Humanidad para sí misma. Me explico: existen decenas y cientos de ejemplos que podríamos mencionar aquí para demostrar que los humanos somos seres muy peligrosos para nosotros mismos (lo que hacemos por el planeta; el trato que le damos es el mejor ejemplo). Fuimos capaces de fabricar la bomba atómica y aún peor; fuimos capaces de experimentar con ella sobre la población japonesa de Hiroshima, con el nefasto resultado que todos conocemos. No dejamos de investigar (los países más poderosos) buscando el arma que nos sitúe a la cabeza del poder militar, y poder dominar de este modo a las demás naciones. Barbaridades como las del Proyecto Starfish en 1.962, que trataba de experimentar en la ionosfera para alterar la forma de los cinturones de van Allen. Con el SPS (Solar Power Satellite Project, 1.968), se pretendía generar una constelación de geoestacionarios capaz de interceptar la radiación solar y transmitirla en rayos concentrados a una estación de la Tierra para su uso posterior. Este proyecto se rehizo para adaptarlo a fines militares mediante satélites que podrían usar y concentrar la radiación solar para ser utilizada mediante potentísimos rayos de energía que, lanzados desde el espacio exterior, destruyeran instalaciones claves del enemigo; o bien, alterar sus comunicaciones utilizando la ionosfera como pantalla reflectora. Y muchos otros experimentos donde la alteración local de las capas de la atmósfera mediante una sofisticada combinación de satélites guiados desde estaciones remotas terrestres, podrían dejar sin lluvias a grandes comarcas del planeta, o por el contrario, inundarlas arrasándolo todo. Lo más inmoral de todo esto, es que la presentación para obtener los presupuestos ha tenido como objeto fundamental una serie de experimentos encaminados a conseguir, mediante estudios científicos, un mejor conocimiento de la atmósfera para poder aprovecharlos en beneficio de la Humanidad: impedir los cambios climáticos, el incremento destructivo de la capa de ozono, y procurar una mejor salud de nuestro mundo. Otro de estos proyectos para desconfiar es el conocido por las siglas HAARP y que forma parte de la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI) “Star Wars”. Este proyecto es tan controvertido como peligroso. Se enmascara con un sin fin de ventajas científicas, geofísicas, militares, etc. Sin embargo, detrás de todas esas bondades se vislumbran funestas consecuencias para el propio planeta que podría ver transformada su ionosfera, incluso el resultado obtenido podría ser el conseguir manipular las mentes humanas. Parece que todo comenzó con un invento de Nikola Tesla que, adoptado por los militares, enviaban haces de partículas desde la superficie de la Tierra hacia la ionosfera. A este proyecto se le dio el nombre de High-frecuency Active Aural Research Program (programa de investigación de la aurora activa de alta frecuencia). El 20 de noviembre de 1.994, en un periódico de Alaska, el Anchorage Daily News, hizo mediante la publicación de una carta, alusión a este peligroso proyecto. El objetivo perseguido por tal proyecto (HAARP) era modificar las condiciones de la ionosfera introduciendo cambios químicos en su composición (lo que llevaría consigo un cambio climático), o bien bloquear las comunicaciones mundiales. Aquella información impresionó al científico Nick Begich, quien con la periodista Jeanne Manning se puso inmediatamente manos a la obra para realizar una profunda investigación sobre la certeza de tal noticia y del proyecto. La investigación conjunta les llevó a la publicación del libro “Los ángeles no tocan este arpa”, en el que ambos autores plantean inquietantes hipótesis. Una de las cuales es que de ponerse en marcha, el proyecto HAARP podría tener peores consecuencias para nuestro planeta que las pruebas nucleares. Ellos estaban convencidos de que el envío hacia la ionosfera de haces de partículas electromagnéticas orientadas y enfocadas estarían contribuyendo de manera directa al calentamiento. Sin embargo, la versión oficial fue muy distinta. Según dijeron, el proyecto era una investigación académica cuyo objetivo era cambiar la ionosfera para mejorar las comunicaciones mundiales, a lo que Begich y Manning contestaron que el objetivo era muy distinto y meramente militares. Según la doctora Rosalie Bertell, HAARP forma parte de un sistema integrado de armamentos, que tiene consecuencias ecológicas potencialmente devastadoras. Todo está relacionado con más de medio siglo de programas intensos y crecientemente destructivos para llegar a controlar la atmósfera superior y utilizarlo como un arma bélica. La capacidad de la combinación HAARP, Spacelab y cohete espacial de producir cantidades muy grandes de energía, comparable a una bomba atómica, en cualquier parte de la Tierra por medio de haces de láser y partículas, es aterradora. Claro que, cuando finalmente se de a conocer de forma pública, será enmascarándolo como “un escudo espacial” contra la posible entrada de meteoritos en nuestro espacio; incluso se podrá decir que se trata de reparar la capa de ozono deteriorada. emilio silvera

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19 may
11:23

La Consquista del Espacio: ¿Nosotros o los Robots?
Un robot se diferencia fundamentalmente de una máquina por su capacidad para funcionar de modo automático sin la acción permanente del hombre. Los primeros robots se mostraron especialmente válidos para llevar a cabo aquellos trabajos sencillos y repetitivos que resultaban tediosos y pesados al hombre (al Ser Humano mejor). También son ideales para el trabajo en el que se está expuesto a cierto peligro o se trabaja con materiales peligrosos en lugares nocivos para los seres vivos. Una de las condiciones esenciales que debe tener una máquina-robot para ser considerada como tal es la posibilidad de ser programada para hacer tareas diversas según las necesidades y la acción que de ellos se requieran en cada situación. Dentro de algunas decenas de años, por ejemplo, no será necesario que ningún astronauta salga al espacio exterior para reparar estaciones espaciales o telescopios como hacen ahora, con riesgo de sus vidas, con el Hubble. El miedo a los robots del futuro que antes citaba está relacionado con el hecho de que la robótica es el estudio de los problemas relacionados con el diseño, aplicación, control y sistemas sensoriales de los robots. Ya van quedando muy viejos aquellos robots de primera generación (en realidad brazos mecánicos), muy utilizados en labores de menos precisión de la industria automovilística. Hoy día, los robots que se fabrican, están provistos de sofisticados sistemas “inteligentes” que son capaces de detectar elementos e incluso formas de vida rudimentarias. El proyecto de la NASA en el río Tinto es un ejemplo de ello; allí han utilizado pequeños robots capaces de comunicar datos científicos de los hallazgos en el fondo de un río. Actúan mediante programas informáticos complejos o no, que hacen el trabajo requerido. Las necesidades de la industria aeronáutica, poco a poco, han ido exigiendo sistemas de mayor precisión, capaces de tomar decisiones adecuadas en un entorno predefinido en función de las condiciones particulares de un momento dado. Estos ingenios, llamados de segunda generación, poseen instrumentos propios y programación informática dotada de medios de autocorrección frente a estímulos externos variables. Los sensores utilizados por los sistemas robóticas de segunda generación son, con frecuencia, equipos de cámaras electrónicas digitales que convierten la imagen luminosa recibida desde el exterior en impulsos eléctricos que se comparan con patrones almacenados en un pequeño núcleo de memoria informática. Así mismo, disponen de instrumentos táctiles de alta sensibilidad y de detección de pesos y tensiones. Los robots de tercera generación emplean avanzados métodos informáticos, los llamados sistemas de inteligencia artificial, y procedimientos de percepción multisensorial (estoy leyendo una maravillosa tesis doctoral de un ingeniero de materiales – hijo de un buen amigo – que es fascinante, y me está abriendo la mente a nuevos campos y nuevos conceptos en el ámbito de la inteligencia artificial. Su nombre es A. Mora Fernández, y tiene la suerte de ser, además, un físico teórico matemático, con lo cual, según lo que puedo deducir de su trabajo, le espera grandes empresas y mi deseo personal es que triunfe en ese complejo mundo de fascinantes perspectivas al que pertenece). Estos ingenios de tercera generación adoptan algunas características del comportamiento humano al contar con la capacidad para percibir la realidad del entorno desde varias perspectivas y utilizar programas que rigen su propia actuación de modo inteligente. Conscientes de su situación espacial, los robots de tercera generación comprenden directamente el lenguaje humano y lo utilizan para comunicarse con las personas. La ciencia robótica, basándose en avanzados principios de la electrónica y la mecánica, busca en la constitución y modo de funcionamiento del cuerpo y del cerebro humano los fundamentos con los que diseñar androides de posibilidades físicas e intelectivas semejantes a los del ser humano. Nada de esto es ciencia ficción; es lo que hoy mismo ocurre en el campo de la robótica. Aún no podemos hablar de robots con cerebros positrónicos capaces de pensar por sí mismos y tomar decisiones que no le han sido implantados expresamente para responder a ciertas situaciones, pero todo llegará. Ya tienen velocidad, flexibilidad, precisión y número de grados de libertad. ¿Qué hasta donde llegarán? ¡Me da miedo pensar en ello! Mecánicamente, el robot ya supera al ser humano; hace la misma tarea, con la misma velocidad y precisión o más que aquél, y tiene la ventaja de que no se cansa, puede continuar indefinidamente desempeñando la tarea. Menos mal que, de momento al menos, el cerebro del ser humano no puede ser superado por un robot, ¿pero será para siempre así? Creo que el hombre es un ser que, llevado por sus ambiciones, es capaz de cometer actos que van encaminados a lograr la propia destrucción y, en el campo de la robótica, si no se tiene un exquisito cuidado, podemos tener un buen ejemplo. Antes de dotar a estas máquinas de autonomía de obrar y de pensar, debemos sopesar las consecuencias y evitar, por todos los medios, que un robot pueda disponer como un ser humano del libre albedrío, como artificial que es, siempre debe estar limitado y tener barreras infranqueables que le impidan acciones contrarias al bienestar de sus creadores o del entorno. Es muy importante que los sistemas sensoriales de los robots estén supeditados a los límites y reglas requeridas por los sistemas de control diseñados, precisamente, para evitar problemas como los que antes mencionaba de robots tan avanzados y libre pensadores e inteligentes que, en un momento dado, puedan decidir suplantar a la Humanidad a la que, de seguir así, podrían llegar a superar. Pensemos en las ventajas que tendrían sobre los humanos una especie de robots tan inteligentes que ni sufrirían el paso del tiempo ni les afectaría estar en el vacío o espacio exterior, o podrían tranquilamente, al margen de las condiciones físicas y geológicas de un planeta, colonizarlo fácilmente, aunque no dispusiera de atmósfera, ya que ellos no la necesitarían y, sin embargo, podrían instalarse y explotar los recursos de cualquier mundo sin excepción. ¡Menuda ventaja nos llevarían! Además, lo mismo que nosotros nos reproducimos, los robots se fabricarán unos a otros. Ni las famosas tres leyes de Asimos me tranquilizan... ¿Las recuerdan? • Ningún robot puede dañar a un ser humano, ni permitir con su inacción que un ser humano sufra daño, etc., etc. Pero, ¿quién puede asegurar que con los complejos y sofisticados sensores y elementos tecnológicos avanzados con los que serán dotados los robots del futuro, éstos no pensarán y decidirán por su cuenta? ¡Creo que nadie está en situación de asegurar nada! emilio silvera

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26 may
13:00

¿Los límites del Universo?
Cuando hablamos del Universo, de una cosa estamos seguros: es grande, muy grande y, para nosotros...casi infito. Desde Hubble sabemos que el Univrso está en expansión, y, eso, amigos míos, nos dice que es más grande cada minuto que pasa. Las galaxias se alejan las unas de las otras a velocidades escalofriantes y, a medido que el tiempo pasa, el Universo crece. Claro que, no sabemos a ciencia cierta ni lo que es el tiempo ni lo que es la materia que, con su presencia lo crea (si es que existe y no es sólo una abstracción de nuestras mentes). Nosotros estamos condenado a vivir en un contínuo presente que avance inexorable camino del futuro que nunca llega y, ante nuestros propios ojos, se convierte en presente una y otra vez. Si decimos: ¡Mañana!, estamos hablando del futuro, y, sin embargo, cuando mañana llega hasta nosotros, es de nuevo presente, el futuro nunca lo podremos alcanzar. Y, de la misma manera, tampoco nunca podremos alcanzar los límites del Universo, ya que, si este se expande sincesar y sus "límites" están situados en un radio de 13.500 millones de años, ¿cómo podríamos llegar allí? Ya sabemos que la Relatividad Especial de Esintein nos impone una limitación en la velocidad que se puede alcanzar en el Universo, esta limitación nos viene dada por 299.792.458 metros por segundo. Ante esa realidad (hasta el momento no desmentida por ningín experimento científico, sino confirmada en múltiples ocasiones), parece que nuestro posible desplazamiento por las estrellas no podrá ser realizado por los medios tradicionales de naves de transporte, ya que, de ser así, sólo para llegar a Alfa Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol, tardaríamos una eternidad. Posiblemente, el medio que nuestras generaciones futruras puedan emplear en la exploración del Universo será algo nuevo que ahora no conocemos y que, seguramente, no podrá vencer la velocidad de la luz que es una Constante de la Naturaleza pero, sí podrá, probablemente burlarla mediante algún sistema físico que nos pueda llevar a ese ilusionante sueño de dominar el espaciotiempo. Esto de las distancias del Universo es algo preocupante si pensamos que, en un tiempo venidero, lejos aún en el futuro, nuestra Galaxia, la Vía Lástea, se unir`´a irremisiblemete a la galaxia Andrómeda que, a 2.3 millones de a.l. de nosotros, se nos está acercando a razón de 1.000.000 de Km por hora y, así, dentro de 3.000 millones de años estará junto a nosotros provocando enormesw fuerzas de marea, ondas gravitacionales que serán creadoras de nuevas estrellas y, finalmente, después de un baile de las dos galaxias que durará algunos millones de años, terminaran unidas para siempre conformando una gran Galaxia elíptica. ?Dónde podremos estar nosotros para entonces? 1.000 millones de años después de que todo eso suceda, nuestro Sol, habrá agotado su combustible nuclear y se habrá convertido en una gigante roja, y, si para entonces, la Tierra aún continúa por aquí, se verá literalmente arrasada por las enormes temperaturas de esa Gigante Roja que engullirá a Mercurio, Venus y la Tierra, quedándo muy cerca de Marte para, finalemte, eyectar sus capaz exteriores a 20 km/s al espacio interestelar formando una Nebuloda planetaria y, la estrella, el Sol, se contraerá bajo la imparable fuerza de Gravedad, hasta que los electrones degenerados frenen la compresión de la masa, y, así, como estrella enana blanca, se irá enfriando hasta convertierse en un cadávger estelar. Para cuando todo eso pueda ocurrir, dentro de 5.000 años, nosotros estaremos representados por nuestros descendientes que, muy praparados, habrán encontrado el camino hacia otros mundos para asentar a nuestra HUmanidad. Claro que, todo esto, será posible si nosotros mismos no estropeamos esas posibilidades y, nos autodestruímos con nuestra propia soberbia. Para entonces, ya sabremos lo que realmente pueda haber en el "vacío", tendremos las respuestas sobre la materia y la energía oscura y, tendremos una clara visión de lo que una singularidad pueda ser y de como se comporta allí la materia.ç ¿Dimensiones más altas? posiblemente también será de nuestro dominio y, a través de ellas, podremos desplazarnos a eso que ahora llamamos distancias inconmensurables que, probablemente tendrán "sus caminos" que la harán accequibles para que podamos ir desde la Vía Láctea hasta la Galaxia del Remolino, por ejemplo, y, allí, poder contemplar las maravillas que el Universo nos ofrece y que ahora, por falta de conocimientos, no podemos visitar. Pudiera ser que, el espacio-tiempo, sólo sea una astracción de algo simétrico en el que, dos puntos, pudieran estar en contacto por medio de los mismos mecanismos que eol Universo pone a nuestra disposición y que ahora, por falta de datos y conceptos que nos son desconocidos, ni podemos vislumbrar, pero, ¡todo llegará! ¡El Universo! ¡Esa maravilla! Y, no lo olvideis, nosotros, más pequeños o más grandes, también somos parte del Universo. ¡Ah! y, la parte que, precisamente, puede pensar. ¿Seremos en definitiva la muestra más evolucionada de la materia que llegará a convertirse un día lejano en el futuro, en eso que llamamos energía pura? ¿Quién puede contestar a eso?

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14 jun
14:19

El hombre y el Universo
Hacer un recorrido pormenorizado de la contribución y aportación de cada uno de los hombres y mujeres que, con su esfuerzo, genio y talento, han contribuido para hacer posible que ahora, a principio del siglo XXI, tengamos el nivel de conocimiento que tenemos en los distintos ámbitos o disciplinas de la ciencia, sería una ingente tarea de años que llenaría una gran biblioteca con miles y miles de volúmenes que explicaran los muchos pasos dados, los descubrimientos, los inventos, las teorías, y las ideas que, finalmente quedaron como leyes inamovibles como fiel reflejo de la Naturaleza misma que, en realidad, es la que esconde todas los secretos que para seguir adelante, necesitaremos desvelar. Como antes decía, han sido muchas las puertas que han sido abiertas para descubrir detrás de cada una, un misterio tal como el comienzo y formación del Universo, el descubrimiento de la existencia de las cuatro fuerzas fundamentales, de las constantes Universales, el movimiento de las Galaxias por la expansión del Universo, el descubrimiento del núcleo en el átomo que forma la materia de la que están hechas todas las cosas, de los quarks, hadrones, y leptones, las MATEMÁTICAS, la FÍSICA, la QUÍMICA, la ASTRONOMÍA, y, también la FILOSOFÍA, todo ello formando una ingente y descomunal obra que, parece imposible que se llevara a cabo por unos insignicantes seres, habitantes de un insignificante planeta, que dependen para vivir de la luz y el calor de un insignificante Sol (una estrella mediana, amarilla, de la clase G2) que forma parte de un conjunto de cien mil millones de soles que conforman la Galaxia Vía Láctea que, asu vez, es una más entre los cientos de miles de millones de Galaxias que pueblan el Universo. Si nos comparamos con la inmensidad de nuestra Galaxia (100.000 años-luz de diámetro), somos menos que una brizna de polvo. Si nos comparamos con el Universo entero… No somos nada. Sin embargo, en éste punto debemos recapacitar un poco, reconocer con humildad la importancia que realmente tenemos en el Universo y, seguidamente, reconocer también los enormes logros conseguidos desde que, hace escasamente unos doscientos mil años, un animal se levantó para andar erguido y comenzar a pensar en otras formas de vivir, ideando rústicas herramientas para la caza, haciendo fuego y construyendo refugios. El lenguaje mediante sonidos guturales vino a cambiarlo todo, allí empezó el entendimiento inteligente de seres que de animales irracionales, evolucionaron hasta llegar a pensar por sí mismos, tener conciencia de SER y preguntarse de donde venía y hacía donde caminaba. El pensamiento del Filosofo científico Kart Popper que decía:”Nuestros conocimientos son limitados, pero nuestra ignorancia es infinita…” Sin embargo, aunque es verdad que existen millones de preguntas que no sabemos contestar, también lo es que, nuestros conocimientos crecen de manera exponencial. Nadie puede negar que, en los últimos doscientos años, hayamos avanzado más que en los 10.000 años anteriores. Claro está que nos hemos aprovechado de las experiencias e inventos de los que nos precedieron. Aprendimos de los errores (no siempre) y mejoramos sus descubrimientos que fueron puntos de apoyo que hicieron más fácil el trabajo, igualmente, los que nos seguirán, se encontrarán con buenos puntos de apoyo para seguir avanzando. De esta manera, cada vez se avanza más en menos tiempo. Y, llegará el momento, cuando dentro de algunos siglos, estemos preparados para viajar a las estrellas que, estarán aquí presentes con nosotros los inevitables Robots. Según una serie de cálculos y profundos pensamientos, no podremos seguir adelante llegados a un punto de no retorno, y, nos veremos obligados a fabricar robots muy sofisticados que harán trabajos espaciales y de colonización de Planetas para preparar la posterior llegada de los Humanos. Es inevitable. También aquí, entre nosotros, será un elemento familiar y cotidiano, andará entre nosotros y estará en nuestras casas, ya no será una ilusión o un elemento de ciencia ficción, sino que sin ellos, no podremos continuar nuestro camino hacia las estrellas, y, en ese punto, la Humanidad, si no tiene un cuidado exquisito en sus acciones y en las potestades a que estos artilugios mecánicos se les pueda otorgar, incluso podrían estar creando la destrucción de la humanidad misma. NO es una broma. Hacer un recorrido pormenorizado de la contribución y aportación de cada uno de los hombres y mujeres que, con su esfuerzo, genio y talento, han contribuido para hacer posible que ahora, a principio del siglo XXI, tengamos el nivel de conocimiento que tenemos en los distintos ámbitos o disciplinas de la ciencia, sería una ingente tarea de años que llenaría una gran biblioteca con miles y miles de volúmenes que explicaran los muchos pasos dados, los descubrimientos, los inventos, las teorías, y las ideas que, finalmente quedaron como leyes inamovibles como fiel reflejo de la Naturaleza misma que, en realidad, es la que esconde todas los secretos que para seguir adelante, necesitaremos desvelar. Como antes decía, han sido muchas las puertas que han sido abiertas para descubrir detrás de cada una, un misterio tal como el comienzo y formación del Universo, el descubrimiento de la existencia de las cuatro fuerzas fundamentales, de las constantes Universales, el movimiento de las Galaxias por la expansión del Universo, el descubrimiento del núcleo en el átomo que forma la materia de la que están hechas todas las cosas, de los quarks, hadrones, y leptones, las MATEMÁTICAS, la FÍSICA, la QUÍMICA, la ASTRONOMÍA, y, también la FILOSOFÍA, todo ello formando una ingente y descomunal obra que, parece imposible que se llevara a cabo por unos insignicantes seres, habitantes de un insignificante planeta, que dependen para vivir de la luz y el calor de un insignificante Sol (una estrella mediana, amarilla, de la clase G2) que forma parte de un conjunto de cien mil millones de soles que conforman la Galaxia Vía Láctea que, asu vez, es una más entre los cientos de miles de millones de Galaxias que pueblan el Universo. Si nos comparamos con la inmensidad de nuestra Galaxia (100.000 años-luz de diámetro), somos menos que una brizna de polvo. Si nos comparamos con el Universo entero… No somos nada. Sin embargo, en éste punto debemos recapacitar un poco, reconocer con humildad la importancia que realmente tenemos en el Universo y, seguidamente, reconocer también los enormes logros conseguidos desde que, hace escasamente unos doscientos mil años, un animal se levantó para andar erguido y comenzar a pensar en otras formas de vivir, ideando rústicas herramientas para la caza, haciendo fuego y construyendo refugios. El lenguaje mediante sonidos guturales vino a cambiarlo todo, allí empezó el entendimiento inteligente de seres que de animales irracionales, evolucionaron hasta llegar a pensar por sí mismos, tener conciencia de SER y preguntarse de donde venía y hacía donde caminaba. El pensamiento del Filosofo científico Kart Popper que decía:”Nuestros conocimientos son limitados, pero nuestra ignorancia es infinita…” Sin embargo, aunque es verdad que existen millones de preguntas que no sabemos contestar, también lo es que, nuestros conocimientos crecen de manera exponencial. Nadie puede negar que, en los últimos doscientos años, hayamos avanzado más que en los 10.000 años anteriores. Claro está que nos hemos aprovechado de las experiencias e inventos de los que nos precedieron. Aprendimos de los errores (no siempre) y mejoramos sus descubrimientos que fueron puntos de apoyo que hicieron más fácil el trabajo, igualmente, los que nos seguirán, se encontrarán con buenos puntos de apoyo para seguir avanzando. De esta manera, cada vez se avanza más en menos tiempo. Y, llegará el momento, cuando dentro de algunos siglos, estemos preparados para viajar a las estrellas que, estarán aquí presentes con nosotros los inevitables Robots. Según una serie de cálculos y profundos pensamientos, no podremos seguir adelante llegados a un punto de no retorno, y, nos veremos obligados a fabricar robots muy sofisticados que harán trabajos espaciales y de colonización de Planetas para preparar la posterior llegada de los Humanos. Es inevitable. También aquí, entre nosotros, será un elemento familiar y cotidiano, andará entre nosotros y estará en nuestras casas, ya no será una ilusión o un elemento de ciencia ficción, sino que sin ellos, no podremos continuar nuestro camino hacia las estrellas, y, en ese punto, la Humanidad, si no tiene un cuidado exquisito en sus acciones y en las potestades a que estos artilugios mecánicos se les pueda otorgar, incluso podrían estar creando la destrucción de la humanidad misma. NO es una broma. emilio silvera

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