MARMELIÉ

Coincidiendo con el hallazgo de la Phoenix Mars Lander de hielo en la superficie marciana me he dado cuenta de que mucha gente piensa que el agua es escasa en el universo. Si bien es cierto que no es un tema que guste en las noticias, no encaja dentro de Salsa Rosa, pienso que a la gente debería informársela mejor desde los medios de comunicación acerca de estos temas porque sinceramente creo que son de interés.

Foto: Scientists relishing confirmation of water ice near the surface beside NASA’s Phoenix Mars Lander anticipate even bigger discoveries from the robotic mission in the weeks ahead.

Las exploraciones del espacio a finales del siglo XX revelaron que el color azul de la Tierra era una anomalía en nuestro sistema solar. Esto quiere decir que ningún otro planeta tiene océanos de agua líquida en su superficie. A partir de aquí, da la impresión que todo el mundo se vino abajo y se empezó a pensar en el sistema solar como un lugar solitario. Coincidiendo con esto, se ha extendido en la conciencia popular, la falsa noción de que el agua era un elemento extrañísimo en el cosmos.

Es debido a esto que cada vez que se encuentra agua en el espacio, la noticia se recibe con gran sorpresa y excitación. Se piense lo que se piense en la calle, los astrofísicos y astrobiólogos saben muy bien que el agua está presente en todo el universo. Tenemos agua en la Luna, agua en Marte, agua en Titán… casi en todos los lugares que visitamos. Por lo tanto, la cuestión no es si existe el agua en cualquier otra parte, sino si ese agua es líquida.

En Marte, en la temporada alta de verano, apenas alcanzan el punto de congelación; como promedio fluctúan entre los -60ºC en el ecuador y los -123ºC. La atmósfera es muy poco densa, la presión atmosférica en la superficie del planeta no llega al 0.5% de la de la Tierra. Con tales valores de presión, cualquier agua líquida se evaporaría, el hielo no se derretiría cuando se calienta: pasaría directamente al estado gaseoso sin haber sido antes líquido (en mi opinión es lo que se observa en la foto de arriba).

En las fotos de Marte podemos ver valles fluviales, sinuosos y ramificados como los de la Tierra. O muy engañados estamos, o en algún periodo el agua ha corrido a través del planeta rojo, tal vez ha habido incluso lagos y océanos.

Sea como sea, lo que parece es que la mayor parte del agua existente ahora en el planeta rojo está probablemente encerrada en forma de hielo dentro del suelo, el llamado permafrost. El éxito de la Phoenix Mars Lander es importante ya que además de profundizar en este tema, está preparada para buscar la existencia de vida. Podéis seguir las fotos que va enviando la Phoenix desde Marte en la página de la Nasa.

La ley de Hubble afirma que la velocidad de recesión de una galaxia es directamente proporcional a la distancia que la separa de nosotros. Quiere decir que si multiplicamos dicha distancia por cierta cantidad (la constande de Hubble), el producto será igual a la velocidad de recesión. V= K x D ; donde D es la distancia en millones de años luz, V la velocidad de recesión y K la constante.

Para saber el valor que corresponde a K se puede dividir por ejemplo la velocidad de recesión de Virgo (en Km/seg) entre la distancia que lo separa de nosotros (en millones de años luz). K= 1142/60 que son 19.

El problema de todo esto es que la teoría de Einstein exige suponer que la máxima velocidad que se puede medir en relación con uno mismo es la velocidad de la luz en el vacío, la cual equivale a 299.776 kilómetros por segundo. Por lo tanto debemos suponer que existiría una distancia determinada a la cual alguna galaxia tiene que alejarse de nosotros con una velocidad igual a la de la luz y según la relatividad esa distancia representa un límite absoluto e insuperable.

Yo me pregunto…entonces… ¿más allá de ese límite existen galaxias o no? entiendo que debemos suponer que si nosotros estuvieramos en otra parte del universo y tomasemos como centro ese lugar veríamos que el diámetro del universo es el mismo y que por lo tanto hay galaxias más allá del límite visible de la Tierra ¿digo yo no?, muchos autores concluyen que la respuesta a esto es indiferente ya que al alejarse a la velocidad de la luz, la luz de esa galaxia no podrá llegar hasta nosotros. Esto es debido a que el efecto Doppler estira cada una de las longitudes de onda y reduce su energía a cero. Todo indica que nada puede llegar hasta nosotros desde una galaxia tan distante. Ni luz, ni radiación de ninguna clase, ni neutrinos, ni influencia gravitatoria. Nada. No podemos saber que hay más allá si es que hay algo…pero de acuerdo con la mayor parte de las teorías, el universo en su conjunto, mas allá del universo visible (metauniverso) es enormemente más amplio que el universo visible. De aquí podemos intuir que hay algo y además que se aleja más rápido que la luz con respecto a nosotros; algo imposible para la física salvo en el caso de que consideremos que el espacio en expansión va arrastrando los cuerpos celestes como un globo que se hincha.

De todas formas, nosotros no podemos ver que hay más allá a no ser que nos acerquemos hasta el punto de encuentro con la luz que proviene de esas regiones desconocidas.

Olvidándonos de eso y centrándonos en lo que es posible conocer debido a que nos encontramos en la Tierra, podemos ahorrarnos el hablar de un universo de dimensiones infinitas. Tenemos que centrarnos en hablar de universo visible u observable, finito tanto en diámetro como en volumen.

Si volvemos a la ecuación de Hubble podemos calcular el tamaño del universo observable. Sería D= V/k = 299.776/19= 15.777, lo cual quiere decir que el universo observable es una esfera con centro en nosotros mismos y un diámetro de 31.555 millones de años luz. Son unas dimensiones descomunales y por si fuera poco sigue creciendo…

Nota: El valor de la constante no es del todo fiable y existen programas a largo plazo que tienen el fin de refinar el valor de esta constante.

EXPONSOR:

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Todos nos hemos sentido frustrados alguna vez al pensar en esa gran distancia que nos separa de otras estrellas, de otras galaxias y de todos esos candidatos a albergar vida que son los planetas. Pues bien, como es tan difícil despedirse de la idea de llegar algún día a esas regiones ahí va una propuesta que depende de una tecnología muy avanzada pero que está apoyada por la física teórica y que para nuestro alivio se podrá hacer en ejem..tropecientos años..pero se hará y si no esto, pues algo muy parecido.

La velocidad WARP, propulsión a curvatura o motor de curvatura, es una forma de propulsión que permite desplazar un objeto a varios múltiplos de la velocidad de la luz, y lo que es muy importante, evita los problemas asociados a la dilatación relativista del tiempo.

Para comparar la velocidad warp con la velocidad de la luz se aplica la siguiente fórmula Velocidad = (Factor de Curvatura al cubo)c , siendo “c” la velocidad de la luz. Por lo que “Warp 1″ equivale a la velocidad de la luz, “Warp 2″ equivale a ocho veces la velocidad de la luz, etc.

La teoría de la relatividad de Einstein nos dice que es imposible viajar más rápido que la luz. Muchísimos experimentos lo confirman en la práctica y esto nos obliga a aceptar que la velocidad límite en nuestro universo asciende a 300000 km/seg. La masa de un objeto aumenta mientras más rápido se mueva, su tamaño sigue igual pero es cada vez más pesado y cuesta cada vez más acelerarlo. Al alcanzar la velocidad de la luz su masa se vuelve infinita y por ello muchos arrojan la toalla en su pensamiento de viajar a velocidades superiores (por no hablar de la dilatación temporal, al ir a la velocidad de la luz el tiempo se detiene y si se rebasa esa velocidad el tiempo iría hacia atrás y entonces esto ya sería otro problema).

La estrella más cercana está a unos 40 millones de millones de kilómetros y tardaríamos 4 años en llegar a ella si viajaramos a la velocidad de la luz. No podemos esperar llegar a lugares muy distantes viajando a la velocidad de la luz porque podríamos encontrarnos conel problema de regiones tan distantes que serían inalcanzables.

En la relatividad general se demuestra que el espacio se puede distorsionar, los planetas curva el espacio; el Sol lo curva un poco más y un agujero negro lo curva muchísimo. La idea del WARP es distorsionar el espacio y mediante esta deformación poder llegar muy rápido a lugares muy distantes. Para entenderlo de forma sencilla, sería expandir el espacio a popa de la nave (por detrás para alejar el punto de partida) y contraer el espacio delante de la nave para acercar el destino. Lo más impresionante de la velocidad WARP es que nos permite viajar a cualquier velocidad que nosotros podamos imaginar sin ninguna limitación.

El problema es que para hacerlo sería necesaria una gran cantidad de energía y además una energía específica que actuaría repeliendo objetos mediante antigravedad, y así se expandiría el espacio por detrás de la nave.

La mecánica cuántica predice que la energía que existe en el vacío es infinita y parece que si supiesemos aprovechar esta energía podríamos pensar en viajes de esta categoría. Todavía falta mucho para alcanzar ese nivel de conocimiento en la estructura de nuestro universo, mucho camino por recorrer pero es bueno saber que empezamos a ver cosas que no hace mucho nos parecían totalmente imposibles.

Como se decía en la serie Star Trek, hay que tener fé ya que la suerte sólo sonríe a los niños, a los locos y a las naves llamadas Enterprise….

Otra cosa la idea es del físico Miguel Alcubierre más información aquí.

EXPONSOR:

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El profesor Ronald Mallett tiene como proyecto diseñar una máquina del tiempo basada en la utilización de rayos de luz para crear un bucle en el tiempo. Su teoría difiere de las establecidas en que no necesita a los desconocidos agujeros negros ni agujeros de gusano para tal fin. Por increíble que parezca, la cosa tiene bastante sentido.

Imaginémonos que vamos en un coche a 90 Km/h y que nos adelanta otro a 180 Km/h. Olvidándonos de la multa y todo eso ¿a que velocidad lo veríamos pasar? Sería 180-90=90 Km/h. Ahora imaginémonos que vamos en una nave espacial a 150.000 Km/seg (la mitad de la velocidad de la luz) y que vemos pasar un rayo de luz a nuestro lado. Ahora, ¿a que velocidad lo veríamos pasar? La respuesta no es a 150.000 sino a su velocidad total (300.000 Km/seg). Suena raro ¿verdad?

Este es uno de los principios más extraños de la física pero no por ello deja de ser real. Hay muchos experimentos que lo demuestran (este es uno de los más famosos).

Por increíble que parezca, incluso si nos desplazásemos a casi la velocidad de la luz seguiríamos viendo pasar el rayo a su velocidad total. Para que ocurra esto, tiene que estar cambiando algo y a ese efecto se le denomina dilatación del tiempo.

Una ecuación sencilla que relaciona velocidad y tiempo es la que se deduce de las famosas transformaciones de Lorentz y son las que Einstein utilizó en su teoría especial de la relatividad.

(Demostración matemática aquí.)

Las dos t representan la diferencia de tiempo que ocasionaría el desplazamiento a una determinada velocidad (V, que podría ser por ejemplo la velocidad del DMC DeLorean de Regreso al futuro); C es la velocidad de la luz. Si nos fijamos en la ecuación, cuanto mayor es V, mayor es la diferencia entre t´y t. Este es el principio de la teoría de los viajes en el tiempo. A mayor velocidad, menor es el tiempo que pasa por el objeto que se desplaza a esa velocidad con respecto a otro (el hipotético observador inmóvil). Algo curioso que se deriva de esto es que si la velocidad es la misma que la de la luz (V=C) nos dá que t´=0 ¿el tiempo se para?. Por otra parte si se alcanzase una velocidad superior a la de la luz el tiempo iría hacia atrás. Tradicionalmente se ha dicho que nada puede viajar más rápido que la luz para solucionar este problema.

La dilatación temporal a causa de la velocidad fue comprobada directamente por Rossi y Hall estudiando la vida media de unas partículas descubiertas en los rayos cósmicos, los muones. Estas partículas poseen una vida media de dos microsegundos. Rossi y Hall observaron que los muones que se crean en las capas altas de la atmósfera son capaces de llegar a la tierra después de recorrer 10 Km tardando más de 30 microsegundos a casi la velocidad de la luz ¿pero si existen durante dos microsegundos?. La única explicación es que su vida se ha dilatado como predice la relatividad.

Einstein predijo que la gravedad retarda el tiempo, todos estos fenómenos se han medido con ayuda de relojes muy precisos. Incluso para el GPS se tuvieron en cuenta los efectos de distorsión temporal para una correcta sincronización.

La idea de Mallett reside en que si energía y masa son lo mismo (E=mc2), se puede prescindir de la masa (como la densidad de agujeros negros tradicionalmente expuestos en teorías con el fin de distorsionar el continuo espacio-tiempo) y utilizar la energía para retorcer el espacio; espacio que está unido al tiempo y que de esta forma también se retorcería. El problema seguramente resida en que se necesita una potencia muy elevada en la energía a emplear, que en el caso de este experimento se hará mediante rayos láser.

Los principales problemas de los viajes en el tiempo recaen en la posibilidad real de viajar al pasado. Stephen Hawking descarta la posibilidad de un viaje al pasado debido a su conjetura sobre la protección cronológica. David Deutsch sugiere que, en caso de ser posible ir al pasado, se viajaría a un universo paralelo donde se evitarían las paradojas tales como impedir tu propio nacimiento (con lo cual no existirías y con lo cual no habrías podido viajar al pasado).

Hay otra alternativa que consiste en ir al pasado y aparecer en nuestro mismo universo pero de forma que no fuésemos capaces de realizar acciones que conlleven paradojas. Esto implicaría que estamos restringidos y que el universo está predeterminado en cierta medida.

Por supuesto, también estaría la posibilidad de ir hacia atrás en nuestro universo y poder hacer lo que nos apeteciese con todas las paradojas y sus consecuencias (aunque esto sería un caos).

Paul Davies expone en su libro “Como construir una máquina del tiempo” que una máquina de este estilo no podrá viajar hacia atrás en el tiempo más allá de cuando se terminó su construcción. Eso sí, los sucesos que ocurren en el futuro pueden interferir en la máquina. Por eso cabe preguntarse que si la idea del profesor Mallett tiene éxito, ¿que ocurrirá cuando encienda por primera vez la máquina? ¿no ocurrirá nada? ¿podría empezar a recibir información del futuro?, ¿quien sabe?.

La idea de construír una máquina mediante potentes rayos de luz que distorsionen el entramado espacio-tiempo, en principio parece una locura pero es posible que funcione. No hay que malinterpretarlo, ya que lo que se pretende es trabajar con partículas subatómicas y no enviar expediciones al Mesozoico para observar que ocurrió en la extinción finicretácica. Habrá que estar atentos a lo que pasa. Hoy en día nadie es capaz de demostrar que esto no se podrá hacer.

Aquí un interesante programa de Redes de TVE2 entrevistando a Paul Davies sobre este tema:

Parte 1:

Parte 2:

Parte 3:

EXPONSOR:

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