9 jun. 2018

La física cuántica puede ser aún más espeluznante de lo que se piensa

Un nuevo experimento sugiere sorprendentes mecanismos ocultos en el fenómeno denominado de superposición cuántica 

La superposición cuántica, evento en el que dos entidades cuánticas como el electrón pueden existir en múltiples lugares o estados simultáneamente, es una de las piedras angulares de la física cuántica. Ahora, un nuevo experimento que por el momento permanece en el plano teórico busca arrojar luz sobre este misterioso fenómeno. 

Hay una pregunta central en mecánica cuántica para la cual todavía no se tiene respuesta: ¿Qué sucede realmente en un evento de superposición cuántica? En este proceso, la circunstancia peculiar es que las entidades cuánticas parecen estar en dos o más lugares o estados a la vez. Ahora, en un documento de próxima publicación, un equipo de investigadores en Israel y Japón ha propuesto un experimento que finalmente podría permitirnos decir algo con seguridad sobre la naturaleza de este desconcertante fenómeno. 



Su experimento, que según los investigadores podría realizarse en unos pocos meses, debería permitir a los científicos echar un vistazo a dónde reside un objeto, en este caso una partícula de luz, llamada fotón, cuando se coloca en una superposición. Y los investigadores predicen que la respuesta será aún más extraña y más impactante que la que se suponía de "en dos lugares a la vez"

8 jun. 2018

El día que Júpiter tenga la oportunidad de convertirse en Sol

De la nube primitiva de gas y polvo interestelar de la que se formó el Sistema Solar sólo hubo material para un Sol y no dos o más como ocurre en muchos otros sistemas planetarios. De hecho, las observaciones astronómicas muestra que podrían ser más comunes los sistemas binarios que las estrellas solitarias como nuestro Sol
Casi todo el material disponible de la región interior de la nube en colapso fue acaparado por el Sol en nacimiento, y el sobrante quedó para el disco protoplanetario.

Disco protoplanetario con una estrella recién nacida en su interior. Una imagen muy similar se habría visto del sistema solar hace unos 5 mil millones de años

Júpiter acretó el 70 % de la masa de ese material disponible para planetas y le bastó para terminar siendo padre de todos, el mayor, el gigante gaseoso por excelencia.

6 jun. 2018

Detectan el objeto más gigantesco del Universo usando el Lyman-Alpha Forest

Cuando los científicos observaron la luz proveniente de uno de los cuásars más lejanos y la analizaron mediante espectroscopios, notaron de inmediato una anomalía que no esperaban hallar.
Sabían que una línea espectral específica emitida por este quásar sería absorbida parcialmente por el medio intergaláctico mientras recorría en el Universo la enorme distancia que nos separa de él. Pero descubrieron también la presencia de este cuerpo, cosa u objeto gigantesco que se interponía en ese camino. Un objeto de proporciones monstruosas. Cuerpo celeste o cosa que demostró ser el más grande descubierto hasta la fecha en el Universo.


¿Qué es el Lyman Alpha Forest?


El  Lyman Alpha Forest traducido como bosque de Lyman-alfa es un conjunto de líneas de absorción que se generan entre la transición Lyman-alfa del hidrógeno neutro y la localización del emisor desplazada al rojo de esta transición en el espectro de un cuásar o una galaxia lejana.




Estas líneas de absorción se producen por las nubes de hidrógeno neutro que se encuentran entre nosotros y el objeto emisor distante. Debido a la Ley de Hubble, los objetos presentan un desplazamiento al rojo de sus líneas espectrales proporcional a la distancia a la que se encuentran del receptor, en este caso los instrumentos de medición terrestres. Al encontrarse la luz emitida por el cuásar con una nube de hidrógeno se produce una absorción Lyman-Alpha al desplazamiento al rojo que le corresponde a la nube. De esta manera se observan diferentes líneas de absorción correspondientes a nubes a distintas distancias. Y esas líneas de absorción serán más o menos intensas según la densidad del hidrógeno encontrado. De manera que una nube de gas difusa ocasionará una leve caída en la línea Lyman-Alpha que le corresponda a su desplazamiento al rojo, mientras que una galaxia ocasionará una caída mucho más brusca. El conjunto de estas líneas (bosque) se encuentra entre la línea Lyman-Alpha del cuásar (muy desplazado al rojo) y zona donde se encontraría la línea a una distancia nula (sin desplazamiento al rojo; 121,6 nm).

3 jun. 2018

¿La humanidad ignora nuestra primera oportunidad para una misión a un objeto de la nube Oort?


Una vista logarítmica de nuestro Sistema Solar, que se extiende hasta las estrellas más cercanas, muestra la extensión del cinturón de asteroides, el cinturón de Kuiper y la nube de Oort. Mientras que las estrellas que pasan a través de la nube de Oort pueden ser comunes, y fueron particularmente comunes en los días jóvenes del Sistema Solar, se desconoce si alguno de los objetos que hemos descubierto hasta ahora provienen de más allá del cinturón de Kuiper.
Sedna podría ser el primer objeto conocido de la nube interna de Oort. Pero se está acabando el tiempo para crear y poner en marcha una misión. 

En 2003, los científicos descubrieron un objeto más allá de Neptuno que era diferente a cualquier otro: Sedna. Si bien había planetas enanos más grandes más allá de Neptuno, y cometas que viajaban más lejos del Sol, Sedna era único por lo lejos que siempre permanecía del Sol. Siempre permaneció más del doble de distancia del Sol que Neptuno, y alcanzaría una distancia máxima de casi mil veces más que la distancia Tierra-Sol. Y a pesar de todo eso, es extremadamente grande: quizás tenga unos 1000 kilómetros de diámetro. Es el primer objeto que hemos encontrado que podría haberse originado en la nube de Oort. Y sólo tendremos dos oportunidades si queremos enviar una misión allí: en 2033 y 2046. En este momento, ni siquiera hay una misión propuesta por la NASA que considere esta posibilidad. Si no hacemos nada, la oportunidad simplemente nos pasará. 

El objeto observado, Sedna, que fue el primer objeto completamente desprendido que se haya descubierto. Sedna nunca se acerca a menos de las 75 UA del Sol, apuntando hacia un posible origen en la la nube de Oort. (NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC-Caltech))

A medida que se viaja más lejos del Sol, más allá de los planetas rocosos, del el cinturón de asteroides y los gigantes gaseosos, el Sistema Solar simplemente no termina. Está el cinturón de Kuiper, hogar de innumerables cuerpos helados, que varían en tamaño desde planetas enanos como Eris y Plutón hasta objetos del tamaño de un cometa e incluso más pequeños. Más allá de eso yace el disco disperso: cuerpos que una vez se acercaron a Neptuno y fueron arrojados a órbitas más excéntricas, a menudo llevándolos cientos de unidades astronómicas del Sol. Si vamos incluso más lejos nos encontramos con objetos separados: cuerpos que nunca se acercan a ninguno de los planetas principales y que tienen perihelia incluso más grande que cualquier cosa del cinturón de Kuiper o el disco disperso. Pero lo más distante de todos serían los objetos que se originan en la nube de Oort: miles de unidades astronómicas de distancia y representativos del borde de nuestro Sistema Solar. 

Enanas marrones, los objetos más numerosos y evasivos del Universo

Júpiter es, después del Sol, el planeta más masivo del Sistema Solar, acaparando aproximadamente el 10 por ciento de la masa total y más del 70 por ciento de la masa de todos los planetas juntos. 
El planeta Júpiter es un cuerpo masivo gaseoso, formado principalmente por hidrógeno y helio, que carece de una superficie interior definida. 
El hecho es que el Sistema Solar en formación no le aportó de suficiente material para que este planeta aspire a más. Porque de haber logrado atraer más materia en su formación, Júpiter habría comenzado un largo camino como cuerpo estelar. Se hubiera convertido en un segundo Sol. 
Es difícil inferir si la vida en la Tierra hubiese surgido con dos soles o incluso saber si se habría formado siquiera nuestro planeta. 
Porque hablando de cantidades de materia, si Júpiter hubiese logrado acretar de la nube primigenia en la que se formaron todos los planetas unas 13 veces su masa, se habría convertido en uno de los cuerpos celestes más enigmáticos y evasivos: una enana marrón. 



Las enanas marrones son cuerpos celestes cuasiestelares o subestelares que no llegaron a tener la masa suficiente para entrar en la serie principal y convertirse en estrellas. 
Debido a su baja presión de gravedad, son incapaces de lograr las temperaturas internas necesarias para fusionar de forma estable el hidrógeno en su núcleo. 
Las enanas marrones poseen un rango de masas entre los planetas gigantes gaseosos más masivos denominados jovianos y las enanas rojas menos masivas. 



El límite inferior para las enanas marrones es de unas 13 veces la masa de Júpiter y el superior es de 75 a 80 veces. Aunque se han detectado enanas marrones menores a la cifra promedio mencionada. Más adelante veremos cómo los astrofísicos las intentan diferenciar de los planetas gigantes y de las enanas rojas ligeras. 
Se infiere a partir de su masa que todas las enanas marrones han fusionado algún isótopo químico, al menos el deuterio. Aunque recientemente esto se ha puesto en dudas. 
Lo que sí se supone es que las enanas marrones de una masa 13 veces la de Júpiter pueden fusionar deuterio al menos temporalmente y que las más masivas pueden fusionar litio y tritio. 




14 may. 2017

¿Por qué hay algo en lugar de nada?

A partir de los datos recopilados a lo largo de las investigaciones físicas estaríamos en condiciones de responder a esta pregunta:
¿Por qué hay algo en vez de no haber nada? ¿Por qué existe algo en el Universo?

Estas cuestiones han rondado la mente de las personas desde hace mucho tiempo, seguramente incluso desde el momento en que comenzaron a hacerse preguntas del mundo que las rodea. Por supuesto que desde la filosofía ha habido muchas respuestas a esta cuestión de por qué hay algo en lugar de nada.
Pero los científicos no se preguntan el “por qué” dado que ésta no es una buena pregunta en este Universo. La ciencia en lugar de “por qué” dice “cómo”.
Esto es así dado que el “por qué” estaría implicando un propósito y es muy probable que el Universo no tenga un propósito. Incluso, a partir de deducciones de las leyes que actualmente se conocen, el Universo no necesita de un propósito para existir. No hay evidencia alguna que indique un propósito de existencia.
De manera que cuando se dice “¿por qué sucede esto o aquello?” en realidad lo que se propone preguntar es “¿cómo sucede esto o aquello?”. Entonces, volviendo a la pregunta original, lo que se pretende responder es “¿cómo puede algo surgir de la nada?”. Esta pregunta parece en principio violar las leyes de la física en particular la ley de conservación de la energía que postula que la energía en un sistema cerrado se conserva, no se crea ni se destruye.
La respuesta es sumamente interesante porque resulta en gran medida simple: Lo que llamamos nada es inestable, siempre se produce algo en ella.



Si combinamos la Mecánica Cuántica con la Relatividad General, en lo que se dan en llamar Teorías de la Gravedad Cuántica, el espacio vacío, que en apariencia es nada, está repleto de entidades cuánticas virtuales.

13 may. 2017

¿Qué es eso que se ve en un cráter de Marte?

A partir de un estudio de imágenes de la NASA del planeta Marte de hace unos años, el geólogo de la Universidad de Brown Peter Schultz notó algo extraño o fuera de lo común en uno de los cráteres del planeta.

Se trata de un extraño conjunto de rayas brillantes que emanan de unos cráteres gran impacto en la superficie del planeta. Las rayas son impares y se extienden mucho más lejos de los cráteres que los patrones de material expulsado normalmente tras el impacto de un cuerpo de gran tamaño en una superficie planetaria o en un satélite. Además, a diferencia de las estrías que normalmente aparecen en estos impactos, las que se "ven" en estos cráteres marcianos sólo son visibles en las imágenes infrarrojas o térmicas tomadas durante la noche de Marte.

A partir del uso de la observación geológica, de los experimentos de impacto de laboratorio y de modelos de computadora, Schultz y un estudiante, Stephanie Quintana, han ofrecido una nueva explicación de cómo se formaron esas estrías. 
Ellos especulan que los vórtices de viento similares a tornados que se generan tras los impactos pueden llegar a las 500 millas por hora o más. Estos vientos desgarrarían la superficie del planeta limpiando de rocas y polvo y dejando expuesta la roca madre que hay debajo.
"Esto sería como un tornado F8 que barre a través de la superficie", dijo Schultz. "Estos vientos en Marte nunca se darían nuevamente a menos que ocurra otro impacto de similares condiciones."

Schultz dice que vio por primera vez las estrías durante uno de sus "tours de Marte." En su tiempo libre entre los proyectos, se detiene a ver imágenes al azar de la nave espacial orbital de la NASA sólo para ver si encuentra algo interesante. En este caso estaba mirando las imágenes infrarrojas tomadas durante la noche marciana por el instrumento THEMIS, que vuela a bordo del orbitador Mars Odyssey.





La captura de imágenes de infrarrojos contrasta las zonas calientes, donde hay más retención de temperatura en la superficie. Regiones más brillantes en la noche indican las superficies que retienen más temperatura del día anterior que las superficies circundantes, así como los campos de hierba se enfrían en la noche mientras que los edificios de la ciudad permanecen más cálidos por diversos motivos. La imagen infrarroja de abajo muestra las rayas brillantes que se extienden desde el cráter de Santa Fe en Marte. (NASA / JPL-Caltech / Universidad Estatal de Arizona).

8 may. 2017

Así será el final de Universo

¿Cómo será el fin del Universo? ¿Qué ocurrirá con la materia? ¿Cómo acabarán las galaxias y los cúmulos galácticos? ¿Serán los agujeros negros los responsables del final de todo?
Los científicos han logrado profundizar enormemente en las leyes de la naturaleza, aunque todavía quedan abiertas muchas interrogantes. Por ejemplo, es imperioso conocer una teoría que abarque tanto a la cuántica como a la gravedad pues es precisamente en las regiones donde las dos grandes teorías confluyen donde se dan aparentemente las respuestas fundamentales.
En este programa se debaten estos temas que gravitan con lo filosófico aunque con amplio basamento en las teorías científicas.