miércoles, 29 de julio de 2020

¿Qué había antes del Big Bang?

Imagen propiedad del blog de la ciencia de la mula Francis



Seguramente os habéis preguntado alguna vez cómo, y de qué, surgió nuestro universo. Y, como yo, os habréis dado cuenta de que para pensar en ello las únicas herramientas que podemos utilizar son los conocimientos que poseemos, derivados de las experiencias y percepciones que nuestro raciocinio es capaz de aprehender a través de nuestros sentidos.
Por supuesto, conjeturando, podemos aventurar entelequias o teorías fantásticas, pero estas, a la postre, son imposibles de verificar mediante el único método válido conocido: el método científico.
Es decir, para construir mentalmente una hipótesis sobre el origen del cosmos solo podemos basarnos en lo poco que conocemos. Y este desconocimiento de nuevos elementos que pudiesen coadyuvar a esclarecer la causalidad prístina de los sucesos y la esencia misma de la que provenimos, nos lleva indefectiblemente a un bucle infinito del que, sin nuevas evidencias, no somos capaces de salir.
Pero, como decía antes, por supuesto aplicando las leyes físicas universales y basándonos en nuestros conocimientos y experiencias, siempre podemos imaginar posibles escenarios para elucubrar sobre cómo pudo haber sucedido el “mal llamado” Big-Bang hace casi catorce mil millones de años. Y eso es lo que me disponga a hacer ahora.

Pues bien, imaginad dos estructuras verticales ondulantes que se aproximan la una a la otra desplazándose sobre un campo horizontal del que forman parte. Por simplificarlo, algo así como dos olas marinas enfrentadas y a punto de chocar. Estas podrían ser, como propone la teoría M, dos branas que, unidas por la base, se aproximan entre sí a través de una retícula conformada por multitud de campos cuánticos que viven en diez dimensiones y evolucionan temporalmente.
Podemos pensar que la retícula espaciotemporal que separa ambas branas es una especie de malla multidimensional con estructura fundamental a la longitud de Planck que se encuentra en su estado de mínima energía, es decir se comporta en principio como un espacio completamente vacío, puesto que los campos cuánticos que la componen no han sido perturbados aún.
En un momento dado las dos branas chocan entre sí y, al hacerlo, descargan sus energías cinéticas en la retícula espaciotemporal, lo que da lugar un número finito de perturbaciones puntuales en cada uno de los campos cuánticos que la componen. A partir de ese momento y como consecuencia del impacto ambas branas comienzan a separarse, como lo harían dos abanicos, los objetos que conforman sus estructuras se separan a más velocidad cuanto más alejadas están de los puntos de anclaje de las branas (hecho acorde con la percepción de energía oscura) y al separarse desgarran sus estructuras conformando una red filamentosa (materia oscura) de nodos que vibran propagando la energía del impacto a los campos cuánticos adyacentes, los cuales, al ser perturbados, generan alrededor de dichos nodos de materia oscura las partículas subatómicas que constituyen la materia bariónica del universo.
De esta forma podríamos decir que, antes del choque de branas, es decir antes del Big-Bang, no existía la materia, porque los campos cuánticos estaban en absoluto reposo. Pero instantes después, en el momento en el que dichos campos cuánticos son perturbados, surgen en su seno las partículas subatómicas como manifestaciones energéticas de la colisión alrededor de los nodos de Materia Oscura. Surge entonces también la energía oscura, como consecuencia del desplazamiento por el impacto y la forma de las branas. Y se habría materializado el espacio-tiempo, haciéndose tangible como vector de desplazamiento del nuevo cosmos en movimiento.

Pero…  ¿De dónde, y por qué, surgieron esas estructuras llamadas branas?
Como decía al principio ¡No lo sabemos y posiblemente no lo sepamos nunca! Pero... quizás... ¿podemos imaginarlo?

Reflexionad sobre ello.

lunes, 13 de abril de 2020

Quasares

imagen propiedad de https://www.techexplorist.com/



Hasta la fecha se conocen cuatro tipos de agujeros negros en el universo:

  • Microagujeros negros, existentes solo en el ámbito de la mecánica cuántica.
  • Agujeros negros estelares (entre tres y cien veces más masivos que nuestra estrella). Podría haber millones de ellos solo en nuestra galaxia, La Vía Láctea.
  • Agujeros negros de masa intermedia (desde cien a un millón de masas solares). De los cuales aún no existen evidencias definitivas de su existencia.
  • Agujeros negros supermasivos. Son millones o miles de millones más masivos que el Sol y se encuentran en el centro de las galaxias. Un ejemplo de ellos es Sagitario A, un gigante situado en el centro de nuestra Vía Láctea que cuenta con una masa aproximada de cuatro millones de soles y un diámetro equivalente a la distancia entre la Tierra y el Sol.

Un cuásar o quasar (acrónimo de “fuente de radio cuasiestelar” y en inglés “quasi-stellar radio source”) se forma cuando un agujero negro supermasivo, gracias a la gigantesca deformación que es capaz de generar en el tejido espacio-temporal que ocupa, comienza a absorber materia cercana a él. Cuando esto sucede, las partículas de polvo y gas, que son poderosamente atraídas por la inmensa gravedad del gigante, antes de caer en su interior y debido a su elevadísima velocidad (más de cinco mil kilómetros por segundo), se ven obligadas a girar vertiginosamente alrededor de la estrella negra, conformando un anillo de materia caliente y brillante, llamado disco de acreción, en cuyo interior los átomos alcanzan temperaturas de miles de grados y emiten (por efecto de la velocidad y la temperatura) inmensas cantidades de radiación en forma de fotones súper energéticos.
Los quásares más brillantes que podemos observar en la actualidad se encuentran en el interior de galaxias situadas a más de diez mil años luz. Estas galaxias se formaron en épocas muy tempranas del universo y ahora nos está llegando su luz. En aquel tiempo remoto, algunos miles de millones de años después del Big Bang, todo estaba lleno de polvo y gas, es por esto que los quásares más alejados, y por tanto más antiguos, disponían de tanto material para alimentar sus discos de acreción. En agujeros negros más modernos, como es el caso de Sagitario A, apenas existe materia cerca de su horizonte de sucesos.
Algunos quásares supermasivos (aproximadamente el diez por ciento de ellos), si la rotación de su agujero negro lo favorece, generan inmensas líneas de campo magnético que se retuercen y giran a altísima velocidad en torno a sus dos polos magnéticos. En estos casos gran parte del gas que gira a lo largo del disco de acreción es lanzado a casi la velocidad de la luz hacia el interior de estas potentísimas líneas de campo, formando así dos chorros opuestos de materia brillante incandescente que se extienden a muchos años luz de distancia del quásar.

sábado, 28 de marzo de 2020

DÓNDE Y QUÉ ESTUDIAR PARA SER ASTRÓNOMO



Un astrónomo se dedica a estudiar el universo desde el punto de vista de las leyes físicas. Su trabajo consiste en explicar los fenómenos astronómicos observados.

Los astrónomos, además de conocer profundamente los aspectos físicos, deben contar también con habilidades para implementar tecnología punta y poseer conocimientos en diferentes disciplinas, como son la biología, la geología, la ingeniería o la computación.
Para comprender la mecánica del universo, un astrónomo debe basarse ante todo en la observación astronómica y en datos obtenidos por otros astrónomos previamente.



Actualmente hay siete universidades en Chile donde se puede cursar la Licenciatura en Astronomía: La U. de Chile, la PUC, la de Concepción, la de Valparaíso, la de La Serena, la Católica del Norte y la Andrés Bello. También algunas universidades de Estados Unidos imparten grado en Astronomía.

En España no existe actualmente ninguna carrera universitaria de Astronomía. Para ser astrónomo se ha de realizar un grado en Física (aunque también se puede acceder con los grados de Matemáticas, Ingeniería Informática, Ciencias del Espacio, Ingeniería de Materiales, Ingeniería Electrónica de comunicaciones y/o Química)

Las tres universidades españolas más prestigiosas para estudiar física son:
·        Universitat de València (UV) y
·        Universitat de Barcelona (UB).

Posteriormente se ha de realizar un Máster en Astronomía y Astrofísica.
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Se ha de diferenciar entre astronomía observacional y astronomía teórica


La astronomía observacional se encarga de recopilar y almacenar la información acerca del universo observable. Es la práctica y el estudio de la observación de cuerpos celestes mediante telescopios que pueden ser terrestres (ópticos, de infrarrojos y radiotelescopios) o espaciales (de rayos gamma, de rayos ultravioletas y de infrarrojo lejano)

La astronomía teórica se ocupa principalmente de calcular y predecir (mediante matemáticas y lenguajes de programación) las implicaciones medibles observadas de los modelos físicos y la manera cómo los sistemas espaciales han evolucionado a través del tiempo.



Ramas de la astronomía
  

Astronomía de posiciónTiene por objeto situar en la esfera celeste la posición de los astros midiendo determinados ángulos respecto a unos planos fundamentales, utilizando para ello diferentes sistemas de coordenadas astronómicas. Es la rama más antigua de esta ciencia. Describe el movimiento de los astros, planetas, satélites y fenómenos como los eclipses y tránsitos de los planetas por el disco del Sol. También estudia el movimiento diurno y el movimiento anual del Sol y las estrellas. Incluye la descripción de cada uno de los planetas, asteroides y satélites del Sistema Solar. Son tareas fundamentales de la misma la determinación de la hora y la determinación para la navegación de las coordenadas geográficas.

Mecánica celesteTiene por objeto interpretar los movimientos de la astronomía de posición, en el ámbito de la parte de la física conocida como mecánica, generalmente la newtoniana (Ley de la Gravitación Universal de Isaac Newton). Estudia el movimiento de los planetas alrededor del Sol, de sus satélites, el cálculo de las órbitas de cometas y asteroides.

AstrofísicaEs una parte moderna de la astronomía que estudia los astros como cuerpos de la física estudiando su composición, estructura y evolución. Solo fue posible su inicio en el siglo XIX cuando gracias a los espectros se pudo averiguar la composición física de las estrellas. Las ramas de la física implicadas en el estudio son la física nuclear (generación de la energía en el interior de las estrellas) y la física de la relatividad. A densidades elevadas el plasma se transforma en materia degenerada; esto lleva a algunas de sus partículas a adquirir altas velocidades que deberán estar limitadas por la velocidad de la luz, lo cual afectará a sus condiciones de degeneración. Asimismo, en las cercanías de los objetos muy masivos, estrellas de neutrones o agujeros negros, la materia que cae se acelera a velocidades relativistas emitiendo radiación intensa y formando potentes chorros de materia.

Cosmología. Es la rama de la astronomía que estudia los orígenes, estructura, evolución y nacimiento del universo en su conjunto.



Campos de estudio de la astronomía

AstrometríaEstudio de la posición de los objetos en el cielo y su cambio de posición. Define el sistema de coordenadas utilizado y la cinemática de los objetos en nuestra galaxia.
AstrofísicaEstudio de la física del universo, incluyendo las propiedades de objetos astronómicos (luminosidaddensidadtemperaturacomposición química).
CosmologíaEstudio del origen del universo y su evolución. El estudio de la cosmología es la máxima expresión de la astrofísica teórica.
Formación y evolución de las galaxias. Estudio de la formación de galaxias y su evolución.
Astronomía galáctica. Estudio de la estructura y componentes de nuestra galaxia y de otras.
Astronomía extragalácticaEstudio de objetos fuera de la Vía Láctea.
Astronomía estelarEstudio de las estrellas, su nacimiento, evolución y muerte.
Evolución estelar. Estudio de la evolución de las estrellas desde su formación hasta su muerte como un despojo estelar.
Formación estelarEstudio de las condiciones y procesos que llevan a la formación de estrellas en el interior de nubes de gas.
Ciencias planetarias. Estudio de los planetas del Sistema Solar y de los planetas extrasolares.
AstrobiologíaEstudio de la aparición y evolución de sistemas biológicos en el universo.
ArqueoastronomíaEstudio de las orientaciones de las diferentes construcciones o lugares sacralizados, de las antiguas civilizaciones. 
AstroquímicaEstudia la composición química de los astros y el material difuso encontrado en el espacio interestelar, normalmente concentrado en grandes nubes moleculares.
Astrodinámica. Estudia la aplicación de la balística y la mecánica celeste a los problemas prácticos relativos al movimiento de cohetes y otras naves espaciales.
Astronáutica. Estudio de la teoría y práctica de la navegación más allá de la atmósfera terrestre por parte de objetos artificiales, ya sean tripulados o no.