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sábado

AGUJEROS DE GUSANO


Por siglos, los humanos hemos intentado darle explicaciones a los fenómenos del universo. No sólo los observamos y les damos valores cuantitativos a través de las ciencias duras: también creamos hipótesis sobre su comportamiento y los misterios que esconden. Una de las propuestas que buscan explicar cómo se podría viajar en el espacio-tiempo es la teoría de los agujeros de gusano.

Esta propuesta es una explicación teórica del viaje en el espacio-tiempo que no puede comprobarse aún. No ha sido posible conocer sobre alguno con la tecnología de observación espacial existente hasta ahora. Por otro lado, la ciencia todavía no cuenta con los elementos necesarios para crear un agujero de gusano y experimentar con él.

Desde los agujeros negros hasta el Big Bang, la ciencia ha buscado entender el espacio exterior. De acuerdo con las explicaciones que surgieron a partir de la Teoría General de la Relatividad de Einstein, un agujero de gusano puede ser un puente entre dos puntos distintos en el espacio o en el tiempo. Por tal motivo, algunos científicos consideran que podría conectar el presente con el pasado o el futuro.

De acuerdo con Einstein, el espacio es flexible y puede doblarse, torcerse y deformarse. Se ha planteado que el campo gravitatorio de dos cuerpos puede atraerlos entre sí desde dos puntos del espacio. Esto daría origen a un túnel que atravesara el espacio para conectarlos.

El agujero tendría un punto de partida y un punto de destino, sin embargo el trayecto es completamente desconocido. Las investigaciones predicen que atravesar un agujero de gusano implicaría la exposición sumamente alta a la radiación, colapso repentino y contacto peligroso con materia exótica.

A pesar de que la teoría de la relatividad sienta las bases para construir hipótesis sobre de los agujeros de gusano, ponerla en prueba es mucho más complicada.

Algunos modelos proponen el uso de algo conocido como materia exótica, un componente completamente distinto a la materia y la antimateria. La materia exótica se diferencia de estas dos porque no deforma el espacio de la misma forma, ya que no genera un campo gravitatorio.

Este tipo de materia es importante porque podría proveer de la fuerza necesaria para que un agujero de gusano se mantuviera abierto, pues éstos consumen tanta energía que cualquier alteración (como el paso de un cuerpo a través de ellos) podría cerrarlos. El problema con esta propuesta es que la materia exótica se encuentra fuera del alcance de la comprensión de la física contemporánea.

El debate sobre cómo funciona un agujero de gusano y qué pasaría si nos encontráramos con uno es muy amplio y ha hecho que los investigadores de la materia tomen posturas completamente opuestas. Mientras que algunos aseguran que los viajes en el tiempo podrían ser factibles gracias a estos agujeros, otros argumentan que sería imposible introducir materia en uno

viernes

MIDIENDO EL ESPACIO-TIEMPO


Además de la función básica de ofrecer a los astrónomos un marco de referencia para sus observaciones, la astrometría es fundamental en campos como la mecánica celeste, la dinámica estelar y la astronomía galáctica. En astronomía observacional, las técnicas astrométricas ayudan a identificar objetos estelares por sus movimientos únicos. Es fundamental mantener el tiempo, ya que el UTC es esencialmente el tiempo atómico sincronizado con la rotación de la Tierra por medio de observaciones astronómicas exactas. La astrometría es un paso importante en la escalera de distancia cósmica porque establece estimaciones de distancia de paralaje para estrellas en la Vía Láctea.

La astrometría también se ha utilizado para respaldar afirmaciones de detección de planetas extrasolares al medir el desplazamiento que causan los planetas propuestos en la posición aparente de su estrella madre en el cielo, debido a su órbita mutua alrededor del centro de masa del sistema. La astrometría es más precisa en misiones espaciales que no se ven afectadas por los efectos distorsionadores de la atmósfera terrestre.​ La Space Interferometry Mission planificada de la NASA (SIM PlanetQuest) (ahora cancelada) consistía en utilizar técnicas astrométricas para detectar planetas terrestres en órbita alrededor de 200 de las estrellas de tipo solar más cercanas. La Misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, lanzada en 2013, aplica técnicas astrométricas en su censo estelar. Además de la detección de exoplanetas,12​ también se puede utilizar para determinar su masa.​

Los astrofísicos utilizan medidas astrométricas para restringir ciertos modelos en mecánica celeste. Al medir las velocidades de los pulsares, es posible poner un límite a la asimetría de las explosiones de supernova. Además, los resultados astrométricos se utilizan para determinar la distribución de materia oscura en la galaxia.

Los astrónomos utilizan técnicas astrométricas para el seguimiento de objetos cercanos a la Tierra. La astrometría es responsable de la detección de muchos objetos del Sistema Solar que baten récords. Para encontrar astrométricamente tales objetos, los astrónomos usan telescopios para inspeccionar el cielo y cámaras de gran área para tomar fotografías en varios intervalos determinados. Al estudiar estas imágenes, pueden detectar objetos del Sistema Solar por sus movimientos en relación con las estrellas de fondo, que permanecen fijas. Una vez que se observa un movimiento por unidad de tiempo, los astrónomos compensan el paralaje causado por el movimiento de la Tierra durante este tiempo y se calcula la distancia heliocéntrica a este objeto. Usando esta distancia y otras fotografías, se puede obtener más información sobre el objeto, incluidos sus elementos orbitales.

50000 Quaoar y 90377 Sedna son dos objetos del Sistema Solar descubiertos de esta manera por Michael E. Brown y otros en Caltech usando el Observatorio Palomar del telescopio Samuel Oschin de 1,2 m y la cámara CCD de área grande Palomar-Quest. La capacidad de los astrónomos para rastrear las posiciones y movimientos de tales cuerpos celestes es crucial para la comprensión del Sistema Solar y su pasado, presente y futuro interrelacionado con otros en el Universo.

Existen numerosos resultados destacables en los que se ha usado la astrometría.

Detección y caracterización del agujero negro del centro de la Vía Láctea Sagitario A, donde se observaron posiciones astrométricas de las estrellas que lo orbitan y gracias a ellas se calcularon sus órbitas. Confirmación, en 1919 de la curvatura de la luz predicha por la Relatividad general: en este año, durante un eclipse de Sol, se observó cómo las posiciones astrométricas aparentes de las estrellas que estaban cerca del borde solar cambiaban según el modelo predicho por la teoría de Albert Einstein...

jueves

UN MUNDO NUEVO

 

HD 63433d es un planeta del tamaño de nuestra Tierra a 73 años luz de aquí que podría revelar aspectos importantes sobre la evolución de planetas como el nuestro.

“Planeta del tamaño de la Tierra descubierto en nuestro patio trasero”. Así es el titular de la nota de prensa que ha mandado la Universidad de Wisconsin-Madison y es correcto, faltaría más, pero tal vez transmita una  imagen  algo alterada de la realidad. Si solo tenemos en cuenta esas palabras pensaremos que acaban de dar con un mundo parecido al nuestro y, encima, a una distancia bastante corta. Es tan lícito pensar eso como escribir el titular en sí mismo. Pero, por desgracia, la realidad no se ajusta mucho a esta interpretación de las palabras.

Seamos literales con la primera mitad: el planeta es del tamaño de la Tierra , y punto, no hay muchas más similitudes reseñables. Sin embargo, la segunda mitad del titular es algo más figurada, porque, evidentemente, no iba a estar en nuestro patio trasero  espacial . Está cerca, sí, pero cerca en términos relativos, unos 73 años luz, que es la distancia que viaja la luz en 73 años, más o menos unos 700.000.000.000.000 kilómetros. Así que, tal vez por esa mezcla de literalidad y poesía en un mismo titular, la impresión que genera no es la más rigurosa, pero eso no significa que el hallazgo carezca de interés, ni mucho menos.

El planeta en cuestión se llama HD 63433d y es el tercer planeta que encontramos orbitando a la estrella HD 63433. Como decíamos, tiene un tamaño similar al de la Tierra, pero a diferencia de nosotros, él orbita a su estrella cada 4,2 días terrestres . El motivo no es solo su velocidad angular, tiene que ver, mayormente, con la corta distancia que le separa de su sol. Y esta es la clave, porque de ella se deriva la mayor diferencia de todas. Al estar tan cerca el planeta y la estrella, entran en lo que conocemos como “acoplamiento de mareas”. Significa que, sus masas ejercen tal gravedad la una sobre la otra, que su giro queda bloqueado.

Esto no significa que el planeta no rote en torno a sí mismo, Lo que ocurre realmente, es que lo hace a la velocidad exacta para que para que siempre esté mostrando la misma cara hacia la estrella. Puede sonar extraño, pero es exactamente lo mismo que le ocurre a la Luna con nosotros. Esto es: si tarda 4,2 días terrestres en orbitar su sol, tarda lo mismo en dar una vuelta alrededor de sí mismo. O, dicho de otro modo, el día de este planeta dura lo mismo que su año. Este dato podría parecer una simple casualidad, pero no. Porque ocurre algo bastante evidente cuando un planeta muestra siempre la misma cara a su estrella: se calienta, tanto que alcanza temperaturas infernales.

Cuando decimos que el lado iluminado de HD 63433d se calienta, es porque lo hace muchísimo. Los modelos estiman que alcanza temperaturas de 1260 grados Celsius mientras que, su otra mitad, permanece en la sombra, fría y casi tan hostil como la mitad iluminada. Esto ya es una gran diferencia respecto a lo que podemos ver en nuestro planeta, pero hay algo más. Pensemos por un momento qué ocurriría si ponemos una olla al fuego de tal modo que el fogón solo entre en contacto con la mitad de la base. La zona que esté sobre el fuego se calentará más, el agua se dilatará y ascenderá, desplazando las masas de agua fría que hay en a la superficie de la mitad del cazo que no entra en contacto con el fuego. De este modo, el agua fría bajará, desplazada por la caliente, y empezará de nuevo el ciclo formando una fuerte corriente convectiva, como una cinta transportadora.

Algo así ocurre en HD 63433d, el aire calentado sube, atraviesa la frontera entre la luz y la oscuridad y arrastra las masas frías hacia la superficie terrestre, extendiéndolas hacia la zona iluminada. Esto significa que el flujo de aire caliente y frío entre ambas mitades será enorme, creando vientos descomunales que arrasen todo a su paso entre la luz y las sombras del planeta. No obstante, a pesar de sus muchas diferencias, tenemos tan pocos ejemplos de mundos del tamaño de la Tierra y una superficie rocosa, que HD 63433d supone, sin lugar a duda, una gran oportunidad para entender nuestro pasado. El tiempo de una Tierra primigenia y fundida. Y, por otro lado, nos enseña otras formas en que pueden evolucionar los planetas según su contexto, perdiendo la atmósfera, por ejemplo, al calentarse sobremanera por la cercanía de una estrella.

Las diferencias entre HD 63433d y la Tierra no terminan aquí. Por ejemplo, la estrella que nos ilumina es diferente, mayormente por su antigüedad. HD 63433 es 10 veces más joven que nuestro Sol. Tiene 400 años y esto ya implica unas diferencias relevantes, aunque es cierto que tiene un tamaño similar a nuestro sol y pertenece al mismo tipo de estrella