Archivo para la categoría ‘General’

El clima espacial y la sociedad tecnológica

El universo nos ofrece algunos de los espectáculos más impresionantes y sorprendentes. Uno de los ejemplos más accesibles son las auroras polares, producidas por partículas energéticas procedentes del Sol que interactúan con el campo magnético de la Tierra y la parte superior de la atmósfera. Pero este fenómeno tiene un lado oscuro: el Sol, fuente de vida, también podría ser el origen de una catástrofe tecnológica de alto coste económico.

Prominencia solar junto con la Tierra a la misma escala. Fuente NASA/SDO.

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UN PLANETA EN UN SISTEMA CON TRES ESTRELLAS

Una colaboración internacional liderada por astrofísicos de la Universidad de Tucson descubre un planeta en un sistema que contiene tres estrellas. El hallazgo ha sido posible por el uso de un nuevo instrumento perteneciente a un telescopio de 8 metros del Observatorio Austral Europeo.

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Cuatrocientos años desde la condena de la ciencia

Hace 400 años la Inquisición Romana censuró la teoría copernicana que postulaba que la Tierra se movía alrededor del Sol. Fue un evento clave que en buena medida separó Europa en dos realidades diferentes, de manera análoga como había ocurrido un siglo antes con la reforma protestante.

El 24 de febrero de 1616 la Inquisición Romana aprobó dos proposiciones que censuraban la teoría heliocéntrica desarrollada por Nicolás Copérnico a mediados del siglo XVI. Negaban la centralidad del Sol (implícitamente que la Tierra orbitaba alrededor de aquél) y calificaban esta creencia como herética y absurda desde el punto de vista filosófico. Al día siguiente amonestaron a Galileo Galilei, uno de los científicos más reputados del continente, y le conminaron a abandonar el sistema copernicano. ¿Por qué se llegó a este punto y qué significó realmente?

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Natación sincronizada: agujeros negros y ondas gravitatorias

Cuando el polvo de las noticias diaria se posa, finalmente quedan los datos para la Historia… y el 11 de febrero del 2016 será recordado como el día de las ondas gravitatorias y los agujeros negros.

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Figura 1: Las dos oscilaciones observadas en los detectores de LIGO. Las variaciones en las distancias que se han medido son menores que el tamaño de un núcleo de un átomo de hidrógeno / Crédito: LIGO collaboration

 

Sucintamente, ese día se anunció la detección de la fusión de dos agujeros negros masivos con LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), un ultra-preciso sistema de dos detectores situados en sendos lados de los Estados Unidos. Este fenómeno duró solamente 20 milisegundos, pero en ese tiempo produjo tanta energía como todas las estrellas del universo accesible, generando un pulso de ondas gravitatorias que nosotros, 1.300 millones de años después, hemos sido capaces de detectar.

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Figura 2: Las ondas gravitatorias generadas por los dos agujeros negros al orbitar alrededor del centro de gravedad común, en una representación bidimensional. Se puede apreciar cómo la textura del espacio, que se muestra con una cuadrícula azul, se deforma al paso de la onda / Crédito: BBC

 

En efecto, esta deformación del espacio ha producido dos señales prácticamente idénticas en los dos instrumentos separados por miles de kilómetros al producir una variación de 1 parte en mil trillones (mil millones de millones de millones o 1/1021). Lo que es lo mismo, una fracción de un protón, que es el núcleo del átomo de hidrógeno, el menos masivo de todos los elementos químicos. Un hecho que se podría calificar como épico y que ha sido gracias a todos los ingenieros y físicos que han participado en el proyecto, más de mil personas de 16 países diferentes: todo un éxito de la colaboración internacional, pero sobre todo de la National Science Foundation norteamericana, que ha creído desde el principio en la ciencia básica y en la necesidad de financiar la búsqueda del conocimiento per se.

¿Qué es una onda gravitatoria y  qué significa este descubrimiento?

Pensemos en una pareja de natación sincronizada, inmóvil en una piscina. La superficie de la piscina estará plana, pero si la pareja empieza la danza, se producen oscilaciones en el agua, más intensas y frecuentes cuanto más veloces se muevan las bailarinas alrededor la una de la otra en su baile, olas que alcanzan los bordes del reciento acuático. Si terminan por abrazarse y se detienen, eventualmente el oleaje creado cesará. Así, los agujeros negros, al orbitar rápidamente alrededor del centro común de masas, produce una compresión y elongación del espacio a su alrededor, una onda que se transmite en el espacio, con una frecuencia más y más alta según se aproximan la una respecto a la otra. En la fusión final, el movimiento se detiene y el pulso gravitatorio desaparece.

Otro símil nos lo proporciona el sonido, que también se transmite como una onda. Nosotros oímos porque el aire vibra, porque las moléculas que lo forman se empujan, transmitiendo energía, hasta llegar a nosotros. Una onda gravitatoria es un fenómeno análogo, pero el sustrato no es material, porque las distancias interestelares están esencialmente vacías, sino el propio espacio, que como hemos dicho se estira y se comprime.

Este fenómeno abre, en verdad, una nueva ventana, tal vez la última, que nos proporciona un acceso al universo. Si en 1609 Galileo Galilei, entre otros, utilizó el telescopio para mostrarnos un cosmos diverso y desafiar las convenciones geocéntricas y la visión imperante, a partir de ahora, sin alcanzar esa situación, tenemos acceso a toda una serie de fenómenos que solo se vislumbraban por evidencias indirectas (como es el caso de los agujeros negros),  o por modelos teóricos de difícil validación. Además, se ha encontrado y situado  una de las últimas piezas en la descripción del mismo, en ese maravilloso puzle que es la realidad física, puzle que se empezó a ordenar hace 2.500 años en la Hélade y que ahora estamos terminando.

¿Por qué es importante?

Las ondas gravitatorias son la última predicción de la Teoría General de la Relatividad de Albert Einstein, formulada en 1915 y brillantemente verificada con un eclipse de Sol cuatro años más tarde. Sin embargo, Einstein pensó que serían tan débiles que nunca podrían ser detectadas. Por otra parte, nos permiten observar y analizar el universo de una manera distinta, especialmente en el caso de eventos muy energéticos, como fusiones de objetos muy masivos (este es el caso de los agujeros negros, pero también de las estrellas de neutrones), hasta casi el Big Bang. El estudio de estos fenómenos nos ayudará a comprender cómo funciona la gravedad, una de las cuatro fuerzas elementales de la naturaleza: la más evidente pero la peor comprendida. Finalmente, esta profundización nos aportará una de las últimas piezas para completar la teoría del todo, la Gran Unificación.

En definitiva, como ya hemos comentado, es un éxito de la física teórica, de la ingeniería, de la astrofísica y de la cooperación internacional. Todo un modelo a imitar en estos tiempos tan turbulentos.

 

David Barrado Navascués

CAB, INTA-CSIC
Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC, Madrid)

@David_Barrado

 

Más información en:

Una nueva ventana a la observación del universo

 

PD:

Artículo publicado inicialmente en OpenMind, enlace aquí.

Versión en inglés: Synchronized Swimming: Black Holes and Gravitational Waves.

 

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El buscador de planetas CARMENES supera con éxito su fase de pruebas

CARMENES, un innovador instrumento diseñado para buscar planetas similares a la Tierra, ha superado con éxito su fase de pruebas en el telescopio. Después de cinco años de preparación, este instrumento altamente complejo fue empleado por primera vez en noviembre en el telescopio de 3,5 metros del Observatorio de Calar Alto en Almería, operado conjuntamente por la Sociedad Max-Planck (MPG) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). CARMENES, diseñado y construido por un consorcio internacional de once instituciones alemanas y españolas, consta de dos espectrógrafos optimizados para la detección de planetas en torno a estrellas cercanas. Por lo tanto, CARMENES constituirá un hito para una de las ramas más interesantes de la exploración del espacio: la búsqueda de una segunda Tierra. Numerosos científicos y ingenieros  de España y Alemania han participado en el diseño y la construcción de este nuevo “cazador de planetas”.

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CHEOPS: ¡Envía tu dibujo al espacio!

La misión CHEOPS (CHaracterizing ExOPlanet Satellite) es la primera misión de tipo S (Small) de ESA y  su objetivo es identificar y medir radios y densidades de exoplanetas con alta precisión mediante tránsitos. Su lanzamiento al espacio está previsto para diciembre de 2017. La participación española es significativa, tanto en el ámbito científico a través de investigadores de diversas instituciones (IEEC, CSIC, IAC, INTA), como mediante la construcción de la plataforma por parte de Airbus Defence and Space en España.

Unos 3.000 dibujos realizados por niños europeos serán grabados en forma miniaturizada en una pequeña placa adherida a la sonda y lanzada al espacio. 250 de los dibujos corresponderán a niños españoles. El concurso de dibujos es una iniciativa de la Agencia Espacial Europea, que quiere acercar los proyectos de desarrollo espacial a los más pequeños, y en España cuenta con la colaboración del IEEC, el CSIC y el IAC.

 

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Astrobiología: bloques esenciales en el cometa 67P

Philae encuentra compuestos orgánicos en el cometa 67P/Churyumov- Gerasimenko considerados precursores de la vida

Llegar a entender qué procesos físico-químicos llevaron en la Tierra a la aparición de la vida es el núcleo central de la Astrobiología. Y, más aún, establecer dónde se procesaron los materiales precursores de la vida tiene dividida a la comunidad científica desde que en las primeras décadas del siglo XX Alexander Oparin y John Haldane sugirieran un origen terrestre de los ladrillos químicos necesarios para la vida (modelo de sopa primordial) y, posteriormente, Fred Hoyle recuperase la idea del origen en el medio interplanetario de esos mismos ladrillos (modelo de panspermia molecular). Ante la rotunda demostración del experimento de Miller a favor del modelo de sopa primordial, la comprobación del modelo de panspermia requiere estudiar la composición de cometas y asteroides en busca de la pista hasta los ladrillos precursores de la vida; cometas y asteroides habrían sido los vehículos de esos materiales desde el medio interplanetario hasta la Tierra.

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Los derechos humanos también son cultura: in memoriam Pedro Zerolo

La civilización, verdaderamente, es un frágil construcción, como es la cultura. Sin embargo, hay multitud de personas que la apuntalan cada día, con su esfuerzo cotidiano. Algunos de manera anónima, otros más expuestos. Ayer se nos marchó alguien cuya vida estuvo dedicada a la defensa de los derechos civiles, derechos que todos disfrutamos. Sirva este breve texto como homenaje a Pedro Zerolo.

Sí, la barbarie, y lo vemos ahora con demasiada frecuencia, está siempre a las puertas. Son estos centinelas los que defienden las murallas frente a las agresiones. No he podido evitar pensar en el discurso del político ateniense Pericles dedicado a los caídos de sus ciudad. Sus ideales siguen siendo actuales. Así que aquí van unos extractos, que se aplican perfectamente a alguien quien, como Pedro, ha dado tanto a la res publica:

… Tenemos un régimen político que no se propone como modelo las leyes de los vecinos, sino que más bien es él modelo para otros. Y su nombre, como las cosas dependen no de una minoría, sino de la mayoría, es Democracia. A todo el mundo asiste, de acuerdo con nuestras leyes, la igualdad de derechos en los conflictos privados, mientras que para los honores, si se hace distinción en algún campo, no es la pertenencia a una categoría, sino el mérito lo que hace acceder a ellos; a la inversa, la pobreza no tiene como efecto que un hombre, siendo capaz de rendir servicio al Estado, se vea impedido de hacerlo por la oscuridad de su condición. Gobernamos liberalmente lo relativo a la comunidad, y respecto a la suspicacia recíproca referente a las cuestiones de cada día, ni sentimos envidia del vecino si hace algo por placer, ni añadimos nuevas molestias, que aun no siendo penosas son lamentables de ver. Y al tratar los asuntos privados sin molestarnos, tampoco transgredimos los asuntos públicos…

… brindaron su más bello tributo: dieron, en efecto, su vida por la comunidad, cosechando en particular una alabanza imperecedera y la más célebre tumba: no sólo el lugar en que yacen, sino aquella otra en la que por siempre les sobrevive su gloria en cualquier ocasión que se presente, de dicho o de hecho. Porque de los hombres ilustres tumba es la tierra toda, y no sólo la señala una inscripción sepulcral en su ciudad, sino que incluso en los países extraños pervive el recuerdo que, aun no escrito, está grabado en el alma de cada uno más que en algo material. Imiten ahora a ellos, y considerando que su libertad es su felicidad y su valor su libertad…” Discurso fúnebre de Pericles, “Historia de la Guerra del Peloponeso”, Tucídides.

Si, ellos son parte de esa defensa de los derechos de todos. Ayer perdimos a uno de sus sillares más sólidos. Nos queda el consuelo de su amistad y de sus hechos.

 

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El Humanismo y el fin de la astrología

Claudio Ptolomeo, el gran erudito grecorromano del siglo II de nuestra era, no solo nos legó su “Geographia” y el “Almagesto”, que tan inmenso impacto tendrían en la astronomía y en la geografía durante más de mil años en el imaginario y el saber de Occidente y del mundo islámico. En ellos realizó una extraordinaria síntesis del conocimiento acumulado durante los siglos previos, de manera que fundamentaron la cosmografía del hombre educado. Pero su actividad intelectual no se quedó ahí: también sabemos de la existencia de otras obras por las referencias posteriores o por reelaboraciones de las mismas, en campos que van desde la instrumentación astronómica a la música, pasando por la óptica. Sin embargo, como hombre de su tiempo, no se desligó completamente de actividades fuera del ámbito de la racionalidad. Y, de hecho, una de las obras de más influencia durante la Edad Media fue su “Tetrabiblos” o “Apotelesmatika”, conocido en latín como “Quadripartitum”[1], que esencialmente trata sobre astrología.

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Observando en Hawaii: ¿unas vacaciones?

Cuando comento a mi familia o amigos que tengo una campaña de observación, generalmente escucho el mismo comentario como respuesta: ¡Qué suerte, te vas de vacaciones! Cierto es que los grandes observatorios están en regiones remotas y exóticas. Pero veamos hasta qué punto es cierto. La muestra la ofrece la campaña que estoy realizando esta misma noche con el telescopio japonés de 8 metros Subaru, en Hawaii.

El telescopio Subaru (centro) con los dos Keck (derecha) y dos telescopios submilimétricos (CSO y JCMT)

 

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