domingo, 28 de diciembre de 2008

Big bang o cosmología cuántica de bucles

El Big Bang no es la única noción del origen del cosmos compatible con la física actual. La denominada cosmología cuántica de bucles (loop quantum cosmology) está sumando argumentos a favor de una segunda posibilidad: que nuestro universo emergiera del colapso de un universo preexistente. La teoría ha llegado ahora al punto de madurez necesario para hacer predicciones que pueden someterse a prueba experimental. De confirmarse, el Big Bang habría sido en realidad un Big Bounce (o gran rebote), y el cosmos no vendría de un punto de infinita densidad, sino de una sucesión de expansiones y contracciones tal vez eterna, sin principio ni final.
La cosmología cuántica de bucles tiene la capacidad, al menos en principio, de iluminar aquellas regiones del pasado hasta donde ni siquiera alcanza la gran teoría actual del espacio, el tiempo y la gravedad, que es la relatividad general de Einstein. Las ecuaciones de Einstein se deshacen en el origen del universo, que por ello constituye una "singularidad" matemática, un punto de densidad infinita que no puede explicarse por la teoría de la relatividad de Albert Einstein.
La relatividad general es uno de los dos pilares en los que se fundamenta la física actual. El otro es la mecánica cuántica. En rasgos generales, la primera describe las grandes escalas -el comportamiento de planetas, estrellas, galaxias y sus interacciones gravitatorias-, y la segunda rige en el mundo subatómico. Ambas son teorías de enorme capacidad predictiva, que han superado las pruebas experimentales más exigentes a las que se han sometido en sus respectivos ámbitos.
Pero son incompatibles entre sí, y los físicos han ensayado dos grandes aproximaciones teóricas para superar esa discrepancia, es decir, para agrupar la relatividad y la mecánica cuántica bajo un marco más profundo capaz de acogerlas sin contradicciones. Una de ellas, es la teoría de cuerdas, y otra la gravedad cuántica de bucles, en la que se basa la nueva cosmología del gran rebote.
La gravedad cuántica de bucles ha sido desarrollada por Abhay Ashtekar, Lee Smolin, Carlo Rovelli y otros físicos desde la década de los años ochenta. Su principal cualidad es que el espacio no es un continuo a pequeña escala: al igual que la materia y la energía, el espacio está formado por cuantos indivisibles si uno lo examina muy de cerca.
Cada uno de esos paquetes de espacio mide sólo unos 10^-35 (10 elevado a menos 35) metros cuadrados, una magnitud inapreciable a las escalas habituales, pero suficiente para evitar las paradojas matemáticas de la "singularidad": espacio cero implica una densidad y una gravedad infinitas en el origen del universo, pero si el espacio no puede llegar jamás a ser cero, la gravedad tampoco tiene que ser infinita allí. Eso permite a las ecuaciones de la gravedad cuántica de bucles explorar las regiones del pasado que estaban prohibidas para la relatividad de Albert Einstein.
Cuando Ashtekar y su equipo desarrollaron hace dos años unas detalladas simulaciones por ordenador del universo descrito por las ecuaciones de la gravedad cuántica de bucles -es decir, desarrollaron la cosmología cuántica de bucles-, ocurrió algo inesperado. "Me quedé sobrecogido", narra Ashtekar en el último número de la revista New Scientist.
El físico estaba observando la simulación correr hacia atrás en el tiempo, con el universo volviéndose cada vez más pequeño y denso en energía mientras se aproximaba al momento del Big Bang. Eso era lo esperable. Pero, en lugar de colapsarse en un punto de densidad infinita -la singularidad del Big Bang-, la simulación del cosmos rebotó y empezó a expandirse de nuevo. Si las ecuaciones eran correctas, nuestro universo no venía del estallido de un punto, sino del rebote de un universo anterior en proceso de compresión: un Big Bounce.
La cosmología cuántica de bucles no pinta un universo eterno salvo por unas oscilaciones de tamaño a las que pudiéramos llamar "convencionales" en ningún sentido tranquilizador. Si la teoría resultara ser correcta -lo que está por ver-, el universo anterior al nuestro se habría contraído hasta alcanzar una densidad monstruosa, de 5x10^96 kilogramos por metro cúbico (la llamada densidad de Planck), antes de rebotar y dar lugar a la fase actual de expansión.
Ninguna civilización podría sobrevivir a una cosa semejante, por ejemplo. Lo que hace notable a esta teoría es su capacidad para sortear los infinitos de la singularidad, o para esquivar las paradojas matemáticas derivadas del espacio cero. Por lo que se refiere a la metafísica, un Big Bounce no parece muy distinto de un Big Bang de pleno derecho.
Y sólo la gravedad podría detener y revertir la actual expansión del cosmos para dar lugar a un nuevo ciclo cósmico. La materia del universo no parece ser suficiente para ello, y la mayoría de los modelos siguen prediciendo una expansión acelerada e irreversible.

¿Rebotará nuestro cosmos?
Que el universo invierta o no su tendencia actual, para iniciar una compresión que pueda conducir al próximo rebote, depende críticamente de dos profundos misterios: la materia oscura y la energía oscura, que constituyen el 95% de lo que existe.
La materia normal consiste en estrellas y -sobre todo- gas incandescente situado entre las galaxias que forman cada cúmulo galáctico. Pero la suma de las galaxias y el gas no da la masa suficiente para mantener el cúmulo unido por la atracción gravitatoria entre sus partes. De ahí la necesidad teórica de la materia oscura (el 20% del universo).
El otro misterio, la energía oscura que forma el 75% restante del cosmos, tiene la más curiosa de las historias en la física teórica. Según la relatividad general -la teoría de la gravedad que Albert Einstein descubrió en 1916, tras 10 años de lucha intelectual-, los objetos deforman el espacio y el tiempo (el espaciotiempo) de su entorno, como una bola de petanca deforma una cama elástica. Si hay otra bola de petanca rodando por las proximidades, la deformación hará que caiga en espiral hacia la primera (y viceversa). Esas danzas geométricas de los objetos en caída libre por las curvaturas del espaciotiempo son la gravedad.
Pero la relatividad general tenía un problema grave que Einstein no pudo ignorar: si los cúmulos de galaxias deforman la cama elástica del espaciotiempo, el universo debería colapsarse pendiente abajo. Como en 1916 el Universo era estático, Einstein inventó una fuerza o presión repulsiva (imaginen un ventilador situado debajo de la cama elástica) que viniera a compensar las deformaciones causadas por las bolas. La llamó constante cosmológica, y eligió su magnitud de manera arbitraria y cuidadosa para que el universo pudiera seguir siendo estático a gran escala.

'La trampa' de Einstein
La trampa de Einstein equivale a pedir a una pelota que se quede parada sobre el aro de la canasta (no es una metáfora: la ecuación es exactamente la misma). Es casi seguro que la pelota entrará o se saldrá, y lo segundo equivale a la expansión cósmica que observamos.
La energía oscura -el motor de esa expansión acelerada- parece ser justo esa constante cosmológica inventada por Einstein, sólo que sin la trampa de la canasta. La constante fue descartada por el físico alemán -"el mayor error de mi carrera", dijo- cuando se descubrió la expansión del universo, pero ha sido recuperada en tiempos recientes al saberse que ésta era acelerada.

Fuente www.elpais.com

sábado, 27 de diciembre de 2008

! Felices Fiestas 2008 y 2009 !

Esta alegoría fue distribuida al cierre de 2008 por el equipo de la sonda Cassini que viaja en el espacio

martes, 23 de diciembre de 2008

Novedades desde el espacio profundo

Estas dos filas de fotos muestran tres tipos de galaxias, de izquierda a derecha: pinwheel espiral espiral de color rojo y en forma de huevo elíptico. Mientras que los otros dos se conocían las clases, la espiral de color rojo era tan rara vez visto su significado se desconoce. Dos equipos de astronomía recientemente han descubierto muchos espirales de color rojo, indicando que puede ser una etapa de transición entre los otros dos tipos.

El telescopio Hubble capturó este mes una sorprendente visión de más de 100000 estrellas moviéndose en estrecha colaboración en el cúmulo globular M13, a unos 25.000 años luz de distancia. El balón de las estrellas, que se parece a un globo de nieve espumoso, tiene algunas de las más antiguas estrellas en el universo.

lunes, 22 de diciembre de 2008

Fantástica vista del satélite de Saturno: Encelado

¿Algunas caracterísicas superficiales de Encelado son como cintas transportadoras ? Una interpretación puntera de imagenes recientes tomadas de la luna más explosiva de Saturno indica que si.
Esta forma de actividad tectónica asimétrica, muy inusual en la Tierra, probablemente sostiene algunas pistas de la estructura interna de Encelado , que podría contener mares subterráneos donde la vida podría tener lugar.
La fotografía que encabeza este post es una composición de 28 imagenes tomadas por la sonda robótica Cassini en Octubre justo después de sobrevolar el helado orbe .
La inspección de estas imagenes nos muestran claros desplazamientos tectónicos donde grandes porciones de superficie parecen moverse conjuntamente en una sola dirección.
Cerca de la parte superior de la imagen aparece una de las divisiones tectónicas más prominentes: Labtayt Sulci, un cañón de aproximadamente un kilómetro de profundidad.
Créditos: Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA,NASA
Fuente www.observatorio.info

jueves, 18 de diciembre de 2008

Campo magnético de la tierra con huecos

Los rayos solares podrían afectarnos más de lo que creemos. Y es que el cambio magnético terrestre, que protege a nuestro planeta de las nocivas radiaciones solares, ha desarrollado dos agujeros que permiten que las partículas de nuestra estrella lleguen a la Tierra.

Esta es la principal conclusión de una serie de investigaciones patrocinadas por la NASA y la National Sciencie Foundation. Según Vassilis Angelopoulos, investigador principal de la NASA para la misión THEMIS y profesor de la Universidad de California, este descubrimiento no sólo ayudará a determinar cómo y cuándo las partículas solares penetran en el campo magnético de la Tierra sino que también podrá ser utilizado para predecir tormentas solares que podrían ser graves.

El campo magnético terrestre actúa como un escudo contra el bombardeo continuo de partículas del Sol. Debido a que las partículas del Sol (iones y electrones) están cargadas eléctricamente, éstas generan fuerzas magnéticas y la mayoría son desviadas por el campo magnético de nuestro planeta. Sin embargo, nuestro escudo magnético resulta ser una protección con fugas y el número de partículas que atraviesan ese escudo depende de la orientación del campo magnético del sol.

Tradicionalmente, los científicos consideraban que cuando el campo magnético del Sol se encuentra alineado con el de la Tierra, ninguna o muy pocas partículas solares atravesaban el escudo terrestre. También había quien pensaba que el escudo era menos efectivo cuando el campo magnético del Sol estaba en dirección opuesta a la Tierra.

Pero sorprendentemente, las recientes observaciones de la misión THEMIS (Times History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) han demostrado lo contrario. "Cuando el campo magnético del Sol se encuentra alineado con la Tierra, se filtran veinte veces más partículas", explica Marit Oieroset, autor principal de uno de los dos documentos sobre esta investigación en declaraciones a 'Geophysical Research Letters' recogidas por otr/press.

EXISTENCIA DE UNA "PUERTA CERRADA

"Desde hacía bastante tiempo, los investigadores sospechaban que este mecanismo de "puerta cerrada" pudiera existir, pero no sabían lo importante que era. "Era como si supiéramos que había una grieta, pero no qué consecuencias podía tener", asegura Oieroset.Hasta el momento, sólo se había podido mostrar una pequeña parte de esta enorme capa de partículas solares en el interior del escudo magnético de la Tierra. Pero las cinco naves enviadas por THEMIS pudo medir la totalidad de la capa.

Así, el THEMIS pudieron descubrir el tamaño de la fuga, pero no su ubicación.Esto fue descubierto por Li Wenhui y su equipo, de la Universidad de New Hampshire. Para ello, utilizaron una simulación por ordenador para descubrir dos ajugueros que se desarrollaban en el campo magnético terrestre: uno de ellos en una alta latitud del hemisferio norte y otro en el hemisferio sur. Esta simulación también mostró la forma en que se desarrollaron las fugas.

PROBLEMAS DE LAS TORMENTAS MAGNÉTICAS

Las partículas solares por sí mismas no causan graves problemas en la meterología espacial, pero obtienen energía cuando el campo magnético solar se coloca en posición opuesta al de la Tierra. Entonces, la energía de estas partículas causan tormentas magnéticas que pueden sobrecargar las líneas eléctricas con un exceso de corriente, provocando así apagones generalizados.

Del mismo modo, las partículas pueden causar tormentas de radiación, presentando riesgos para las naves espaciales en órbita y para los astronautas que las atraviesan en su camino a la Luna o a otros destinos del Sistema Solar. "Cuantas más partículas hay, más grave es la tormenta", asegura Joachim "Jimmy", coautor del estudio.

"Si el campo solar se ha alineado con la Tierra durante un tiempo, ahora sabemos que el campo terrestre está muy cargado de partículas solares y que debemos estar preparados para una fuerte tormenta". Este descubrimiento permite a los investigadores predecir la gravedad de las tormentas solares, de forma similar a como se pronostican los huracanes más intensos en función de la temperatura de los océanos.

domingo, 14 de diciembre de 2008

El maravilloso espectáculo de la Luna

Esta gráfica fue captada en octubre, durante un ocaso de una maravillosa Luna llena apareciendo por detrás del monte Hamilton, situado al oeste de la ciudad de San José (California). La fotografía, tomada con un objetivo telescópico, ofrece una vista del observatorio Lick en la cima del monte, a una altitud de casi 1300 metros sobre el nivel del mar. Tanto la Luna como el observatorio muestran las tonalidades cálidas de la luz solar filtrada por la atmósfera terrestre.
Durante el presente mes de diciembre, con un cielo despejado, también se podrá contemplar una Luna llena espectacular. Por estos días nuestro satélite alcanza su fase plena a las 16:37 UT, con sólo unas pocas horas de diferencia con respecto a su perigeo (el punto de su órbita elíptica más cercano a la Tierra). Esta proximidad hará que la Luna llena de diciembre sea la más grande de todo el 2008, incluso cuando se eleve por encima del horizonte.

Un anillo rodea la Luna llena que brilla sobre Provo, EEUU, el 12 de diciembre de 2008. Foto: EFE/George Frey

miércoles, 10 de diciembre de 2008

Telescopios Hubble y Spitzar hallan agua y CO2 en exoplaneta

Recreación artística del planeta HD 187933b, orbitando en torno a su estrelle. (Foto: NASA)

En los últimos años, el descubrimiento de metano y las sospechas de la existencia de vapor de agua han mantenido en el punto de mira a un planeta fuera de nuestro Sistema Solar conocido como HD189733b. Ahora, la NASA y un estudio de Nature confirman, respectivamente, la presencia de dióxido de carbono y agua en su atmósfera, todos ellos compuestos químicos que hacen soñar con la vida extraterrestre.
HD189733b, que se encuentra a 63 años luz de la Tierra, es un Júpiter caliente relativamente fácil de estudiar para los astrónomos. Está tan cerca de su estrella que le da nombre, HD 189733, que tarda sólo 2,2 días en girar en torno a ella.
Este exoplaneta tiene dos características interesantes. Es el exploneta de tránsito más luminoso de entre los que se conocen, lo que facilita el estudio por espectros a los astrónomos, quienes comparan las emisiones de luz del exoplaneta cuando pasa delante y detrás de su Sol. Estas diferencias permiten deducir la composición atmosférica del planeta, pues cada molécula tiene una forma distinta de emitir la luz.
La segunda característica concierne a las expectativas de la Humanidad: HD189733b tiene unos 1.200 grados Kelvin (más de 900 grados Celsius), una temperatura que, pese a las esperanzas, es incompatible con la vida. «Está claro que el dióxido de carbono no tiene nada que ver con la vida en esa atmósfera», explica Javier Armentia, astrónomo y director del Planetario de Pamplona. «También hay mucho CO2 en Marte, y en Venus, y que sepamos, allí no hay vida», añade.
No obstante, el descubrimiento de CO2 y vapor de agua en este exoplaneta es la culminación de una serie de resultados que se están extrayendo de HD189733b, «un planeta que está dando mucho juego», en palabras de Armentia. Así lo confirma el estudio publicado hoy en 'Nature', que viene a aportar nuevos datos sobre este planeta.
Un método eficaz para buscar vida
Según la investigación de Carl Grillmair, del Spitzer Science Center (EEUU), y colegas, efectivamente hay vapor de agua en HD189733b, pero además éste es más abundante en su cara diurna, la que mira a su Sol.
Como la Luna, este exoplaneta muestra siempre la misma cara a su estrella. La esperanza es lo último que se pierde, y se había barajado incluso la idea de que, en su cara oscura, la temperatura de HD189733b pudiese ser apta para la vida. Algo que se descartó con la sospecha de vientos muy rápidos en el planeta. «La atmósfera de ese planeta está girando muy rápidamente. Eso quiere decir que probablemente tenga enormes ciclones tropicales», continúa Armentia. «Es imposible pensar que la parte oscura sea fría».
El estudio de 'Nature' viene, precisamente, a dar soporte a esta idea. «Si hay más presencia de vapor de agua en la zona diurna del planeta, significa que la composición de la atmósfera cambia según gira. Debe haber una circulación con vientos importantes», puntualiza el astrónomo.
El estudio se basó en las imágenes recogidas por dos telescopios espaciales de la NASA, el Hubble y el Spitzer. Los científicos midieron la luminosidad tanto del planeta como de su estrella durante una sucesión de eclipses secundarios restando al espectro tomado antes y después del eclipse el espectro obtenido durante el evento.
Un comentario publicado en la misma revista 'Nature' por el astrofísico Drake Deming extrapola las posibilidades de este método mediante eclipses para poder hallar vida en otros planetas más candidatos. En la búsqueda de vida extraterrestre, escribe Deming, «el vapor atmosférico no es un biomarcador. Sin embargo, tenemos que aprender primero a detectar estas moléculas abundantes antes de poder identificar señales más sutiles de moléculas más escasas como el oxígeno molecular. Grillmair y sus colegas han dado ese primer paso».
Por su parte, Mark Swain, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, asegura que «el futuro de esta nueva frontera de la ciencia es extremadamente prometedor porque esperamos descubrir muchas más moléculas en las atmósferas de otros exoplanetas».
Tomado de http://www.elmundo.es/

Detectan agujero negro en nuestra Vía Láctea

Un informe divulgado por la BBC dijo que científicos alemanes han determinado la existencia de un agujero negro gigante en el centro de nuestra galaxia. En la investigación realizada en el Observatorio Europeo del Sur, en Chile, un equipo de astrónomos alemanes siguió el movimiento de 28 estrellas que giran alrededor del centro de la Vía Láctea.
El descubrimiento explicado en un artículo publicado en The Astrophysical Journal, dijo que el agujero es cuatro millones de veces más pesado que nuestro Sol. Los agujeros negros son objetos cuya gravedad es tal, que nada -incluso la luz-, puede escaparse de ellos.
Según el doctor Robert Massy, de la Real Sociedad Astronómica, el resultado del estudio sugiere que las galaxias se forman alrededor de los agujeros negros, al igual que las pellas se forman alrededor de la arenilla.

¿Amenaza o no?

"A pesar de que vemos a los agujeros negros como una suerte de amenaza, en el sentido de que si te acercas mucho a ellos estás en problemas, puede ser que contribuyan a la formación de las galaxias, no sólo la nuestra, sino todas las galaxias", señaló Massy.
"Tuvieron un rol en hacer que la materia se junte y si tienes la suficiente densidad de materia, tienes entonces las condiciones que permiten la formación de las estrellas".
"Así es como podría haber llegado a formarse la primera generación de estrellas y galaxias".
Los investigadores del Instituto Max Planck de Física Extraterrestre en Alemania aseguraron que el agujero negro está a 27.000 años luz, equivalentes a 254.000 millones de millones de kilómetros de la Tierra.
"Sin duda, el aspecto más espectacular de este estudio de 16 años es que ha dado como resultado lo que se considera la mejor evidencia empírica de que los agujeros negros súper masivos realmente existen", aseguró el Profesor Reinhard Genezl, director del equipo de científicos.
"Las órbitas estelares en el centro galáctico muestran que la concentración central de masa de cuatro millones de masas solares debe ser, sin ninguna duda, un agujero negro".

sábado, 6 de diciembre de 2008

Los remanentes de una gigantesca explosión cósmica

Más de cuatro siglos después la explosión de una brillante estrella y mediante la acción conjunta de varios observatorios fue capturada esta imagen de la supernova remanente, que combina los rayos X e infrarrojos resultado del fenómeno cósmico.

La explosión dejó una nube ardiente caliente de la ampliación de los desechos (verde y amarillo). La ubicación de la explosión exterior de la onda de choque puede considerarse como una esfera azul de ultra-energéticos electrones. Recién sintetizados en el polvo expulsado y se calienta el material preexistente polvo de los alrededores de la supernova irradiar en longitudes de onda de infrarrojos, de 24 micrones (rojo). Primer plano y el fondo estrellas en la imagen son de color blanco.
Imagen de crédito: MPIA / NASA / Observatorio de Calar Alto

miércoles, 3 de diciembre de 2008

El cielo "sonrió" a la Tierra

El domingo, el cielo parecía sonreir en el planeta Tierra. Visible por todo el mundo se apreciaba una inusual superposición de nuestra Luna y los planetas Venus y Júpiter.
Las imagenes tomadas a la hora exacta muestran una Luna creciente que parece sonreir cuando se empareja con la conjunción planetaria de los aparentemente unidos Júpiter y Venus.
La imagen de arriba se veía desde el Observatorio del Monte Wilson por encima de Los Angeles , en California , Estados Unidos después de la puesta de Sol del 30 de noviembre de 2008.
En lo más alto del cuelo y más lejano en la distancia está el planeta Júpiter .
Significativamente más cerca y visible en la parte inferior izquierda de Júpiter está Venus , mostrándose a través de las nubes atmosféricas de la Tierra con un color azul inusual.
A lo lejos a la derecha, sobre el horizonte, está nuestra Luna, en una fase creciente gibosa. Las delgadas nubes iluminadas por la Luna aparecen de un raro color anaranjado.
Extendiéndose por la parte inferior la de imagen están las colinas de Los Angeles, cubiertas por una fina niebla, mientras que los rascacielos de Los Ángeles se ven a lo lejos en la izquierda.
La conjunción de Venus y Júpiter continuará visible hacia el oeste después de la puesta de Sol durante gran parte de este mes.
Unas horas más tarde de tomar esta instantánea, de hecho, la Luna se aproximó al dúo, eclipsando brevemente a Venus , para luego alejarse.

Créditos & Copyright: Dave Jurasevich (Mt. Wilson Observatory
Tomado de http://www.observatorio.info/

martes, 2 de diciembre de 2008

El hombre, una mota infinitesimal en la inmensidad del espacio

Esta fotografia del astronauta Bruce McCandless II, de hace más de 24 años, deja constancia del record que estableció al separarse unos cien metros de la bodega de carga del transbordador espacial Challenger.
El astronauta aparece usando una Unidad de Maniobra Pilotada (o MMU, de sus iniciales en inglés), la cual le permite flotar libremente en el espacio.
McCandless y Robert Stewart, ambos astronautas de la NASA, fueron los primeros humanos en realizar un paseo espacial sin anclajes, durante la misión 41-B del transbordador espacial en 1984.
El funcionamiento de las MMU se basa en soltar chorros de nitrógeno, y su uso se extiende al lanzamiento y la recuperación de algunos satélites. Su peso en la superficie de la Tierra es de 140 kg, pero (al igual que cualquier otra cosa) al entrar en órbita se vuelve ligero como una pluma. Sin embargo, a partir del accidente del Challenger en 1986, las MMU fueron sustituidas por las mochilas de propulsión SAFER.
Tomado de http://www.observatorio.info/2007/09/16/