OSIRISMELISASTRONOMIA.

sábado, 22 de diciembre de 2012

La cara oscura de Saturno, una espectacular imagen de la NASA


Es habitual que los centros de investigación que trabajan en el ámbito de la exploración espacial dediquen parte de su tiempo a la divulgación científica, es decir, a compartir con el público algunos resultados de sus investigaciones para adentrarlo en el mundo de la astronomía. Proyectos como el Black Marbleo la foto de 600 millones píxeles de la Nebulosa Cygnus Loop que hemos visto esta semana son dos ejemplos que contribuyen a acercarnos algo más al espacio.
En el año 1997, la NASA, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la ASI (Agencia Espacial Italiana) pusieron en marcha la misión Cassini-Huygens; con el lanzamiento de la nave Cassini y la sonda Huygens con destino a Saturno y, desde que llegaron en el año 2004, están estudiando este fascinante planeta junto a sus lunas. Durante el pasado mes de octubre, la nave Cassini pudo tomar una espectacular imagen que hacía 6 años que no veíamos: la cara oscura de Saturno.
cara oscura de saturno
La imagen con la cara oscura de Saturno fue tomada el pasado 17 de octubre durante la órbita número 174 que la nave Cassini ha realizado alrededor de este gigante gaseoso, momento en el que la nave se colocó deliberadamente en la sombra que proyectaba el planeta. Desde esta posición, y mirando hacia el Sol, la nave encontró una estampa en la que los anillos estaban iluminados y el planeta, sin embargo, estaba oscuro (una posición que se denomina "fase solar alta"). Desde el punto de vista científico, esta imagen (y los datos captados desde la nave Cassini de la cara oscura de Saturno) permitirán obtener mucha información sobre los anillos del planeta Saturno.
Han tenido que pasar 6 años desde la última vez que la nave Cassini pudo captar el planeta Saturno desde esta perspectiva (fue en septiembre del año 2006) y en esta bella imagen podemos observar el planeta totalmente oscuro puesto que el Sol se escondería justo detrás del planeta y, en la esquina inferior izquierda de la imagen, podemos distinguir 2 de los satélites naturales de Saturno: Encélado (que es el que está más cercano a los anillos) y Tetis.
Con respecto a los datos técnicos de la imagen, la cara oscura de Saturno ha sido captada usando una combinación de filtros espectrales de ifrarrojos, rojo y violeta con la idea de mejorar los colores de la imagen a partir de las imágenes tomadas desde la cámara de gran angular que tiene nave espacial Cassini. La nave estaba situada a 800.000 kilómetros de Saturno y cada píxel de la fotografía representa 50 kilómetros y proviene de la composición de 165 fotografías tomadas durante un intervalo de 3 horas.

lunes, 26 de noviembre de 2012

A COLONIZAR MARTE.

http://my.opera.com/marianrene


Elon Musk, el millonario detrás de empresas como PayPal, Tesla Motors y la compañía espacial SpaceX, quiere ayudar a instalar una colonia marciana de hasta 80.000 personas, llevando a exploradores al planeta rojo por un precio de USD$500.000 por viajero. Este es el plan descrito por Musk en una conferencia en la Royal Aeronautical Society en Londres, donde recibió una medalla por su contribución a la comercialización del espacio.

Según su visión, primero debería partir un grupo de 10 o menos personas a instalar las bases en Marte, a bordo de un cohete reutilizable que funcione en base a oxígeno líquido y metano. Junto con ellos viajaría un montón de equipaje, incluyendo máquinas para producir fertilizante, metano y oxígeno a partir del nitrógeno y dióxido de carbono presentes en la atmósfera, y el hielo de agua subterráneo del planeta.

Los viajeros también llevarían consigo materiales de construcción para crear domos transparentes presurizados con el CO2 de la atmósfera marciana, y que permitirían cultivar plantas. A medida que la colonia se volviese más autosuficiente, más colonizadores serían transportados al planeta, con menos provisiones y menos equipamiento.

La nave que permita el transporte hasta Marte no hará viajes de ida y vuelta en un principio, ya que se necesitaría una cantidad abundante de combustible, debido a que la Tierra y el planeta rojo no siempre están a la misma distancia. Musk también descartó el uso de la cápsula Dragon de SpaceX para un viaje como este, sino que la nave sería un vehículo enorme capaz de aterrizar completo sobre Marte.

Respecto al precio de los USD$500.000 para el pasaje a Marte, Musk indicó que es un precio razonable para una persona de un país avanzado en torno a los 40 años, comparando el valor del ticket a comprarse una casa. También estimó que de los 8.000 millones de humanos que habrá en la Tierra para cuando sea posible crear una colonia marciana, quizás sólo 1 en 100.000 estén en condiciones de viajar, lo que implicaría unos 80.000 migrantes.

Según Musk, el viaje a colonizar Marte debe ser una colaboración entre los gobiernos y empresas privadas, y costaría en torno a los USD$36.000 millones. La mayor parte de la inversión se realizaría al principio, y luego los costos bajarían a medida que mejore la tecnología y la colonia se vuelva más autosuficiente.

El fundador de SpaceX proyecta también las versiones futuras de los cohetes que fabrica la empresa para lograr el viaje a Marte, quizás versiones evolucionadas del Falcon 9. Parece que fueran ideas disparatadas, pero Musk habla en serio sobre estos planes y quién sabe, quizás las colonias marcianas no estén tan lejos.

martes, 20 de noviembre de 2012

Descubren un planeta 13 veces más grande que Júpiter


Raramente se consiguen imágenes directas de planetas lejanos al nuestro pero esta vez un grupo de investigadores del Instituto de Astrofísica de Munich ha conseguido captar un planeta 13 veces más grande que Júpiter utilizando el telescopio japonés Subaro que está situado en Mauna Kea (Hawai). El planeta orbita alrededor de una estrella llamada Kappa Andromedae situada a 170 años luz de distancia de la Tierra y observable a simple vista siguiendo la dirección de la constelación de Andrómeda. La estrella se calcula que tiene cerca de 30 millones de años, es relativamente joven si la comparamos con nuestro Sol, el cual se formó hace unos 4.650 millones de años.
El planeta es un gigante gaseoso al que han bautizado como Kappa Andromedae b aunque algunos ya lo llaman el super-Júpiter. El planeta tiene una temperatura aproximada de 1.400 grados centígrados y para el ojo humano su color sería de un rojo brillante.
La distancia que le separa de su estrella es similar a la que separa Neptuno de nuestro Sol, por eso se cree que su formación es similar a la de los planetas rocosos más pequeños, en un disco de gas y polvo protoplanetario. Los astrónomos no saben con certeza si están ante un planeta o una enana marrón, pues si el objeto generase energía por fusión estaríamos ante la segunda opción. Una enana marrón es un tipo particular de estrella que posee una masa apenas superior a la de un planeta. Por ahora los investigadores se muestran prudentes porque los datos no son suficientes y porque se harán más análisis que aportarán nuevos datos que servirán para decantar la balanza en una u otra dirección.
La investigación es un éxito compartido por el proyecto Exploraciones Estratégicas de Exoplanetas y Discos con Subaru (SEEDS) tras cinco años de esfuerzo. El resultado de este descubrimiento será publicado en el próximo número de la revista Astrophysical Journal Letters. Thayne Currie, autor del estudio, explica el hallazgo:
Nuestro equipo ha identificado en enero un objeto muy cercano a la estrella Kappa Andromedae […] Este sistema planetario es muy diferente al nuestro. La estrella es mucho más grande que el Sol, Kappa Andromedae b es, al menos, diez veces más grande que cualquier planeta de nuestro planeta y se encuentra mucho más lejano de su estrella que cualquiera de nuestro planetas respecto al Sol. En esencia es difícil que planetas de grandes dimensiones se formen lejanos de su estrella madre. Kappa Andromedae b elude nuestras teorías sobre la formación planetaria.

sábado, 17 de noviembre de 2012

DESCUBREN PLANETA VAGABUNDO POR EL UNIVERSO.


Un equipo internacional de astrónomos ha descubierto al candidato más firme observado hasta la fecha a ser un planeta errante, es decir, un planeta que vaga por el espacio sin una estrella anfitriona que orbitar. El hallazgo fue posible gracias a la utilización del Very Large Telescope, del Observatorio Europeo Austral (ESO) y el telescopio Canadá-Francia-Hawaii; los investigadores pudieron estudiar la atmósfera del planeta vagabundo con gran detalle, dada su cercanía al Sistema Solar (cien años luz), y la ausencia de una estrella brillante cerca suyo. Además de la peculiaridad propia de un planeta solitario viajando sin rumbo por el espacio, este objeto permite a los astrónomos estudiar con más precisión muchas características comunes a todo exoplaneta que hasta ahora nos han sido detectadas, ya que, como explica Philippe Delorme “buscar planetas alrededor de sus estrellas es similar a estudiar a una mosca sentada a un centímetro de un distante y potente faro de coche… Ese objeto errante cercano nos da la posibilidad de estudiar la mosca con detalle sin la deslumbrante luz del faro estorbándonos”.
Descubren planeta errante.

viernes, 21 de septiembre de 2012

Gliese 163C: el planeta recién descubierto que podría albergar la vida



Astrónomos han localizado un nuevo planeta extrasolar de la categoría 'supertierra' en la zona habitable de la estrella Gliese 163 al que han denominado Gliese 163c. Por sus características, el cuerpo celeste entra en la lista de los planetas aptos para vivir. El nuevo planeta descubierto a una distancia de unos 50 años luz de la Tierra, el Gliese 163c, alarga la lista de cuerpos celestes descubiertos fuera de nuestro sistema solar, pero con la excepcion de que se suma a la pequeña lista de planetas potencialmente habitables o tambien conocidos como 'supertierras', nombre que se da a los planetas cuya orbita esta dentro de la zona conocida como habitable, en la que el agua podría estar en estado líquido. Los datos del Buscador de Planetas por Velocidad Radial de Alta Precisión (HARPS, por sus siglas en inglés) muestran que Gliese 163c podría tener un tamaño de entre 1,8 y 2,4 veces el radio de la Tierra, dependiendo de la proporción de roca o agua de la que esté compuesto. Como afirma Xavier Bonfils, experto de la Universidad de Joseph-Fourier de Grenoble (Francia), todavía no se sabe con certeza si se trata de un planeta terrestre o no. Los planetas masivos de este tipo pueden ser terrestres, oceánicos o exteriores gaseosos, como Neptuno. En palabras de Bonfils, Gliese 163c dispone de una amplia gama de estructuras y composiciones que le permiten ser un planeta habitable. Pero lo que ha motivado a los científicos para clasificar definitivamente el planeta como habitable es la temperatura de su superficie, que podría ser de unos 60 grados Celsius. Aunque esa temperatura es bastante elevada para albergar organismos complejos, es muy probable que sea apta para la vida de los microbios. Además, los expertos creen que la dicha temperatura en el planeta sí que puede permitir la existencia de agua líquida superficial. Según Abel Méndez, empleado del Laboratorio de Habitabilidad Planetaria, últimamente se encuentran más planetas habitables que antes. De los seis planetas encontrados recientemente, cuatro fueron descubiertos durante el último año. Los astrónomos esperan que en el futuro se encuentren más mundos extrasolares similares a la Tierra en nuestra "vecindad" solar.

lunes, 17 de septiembre de 2012

ASTRONOMOS DICEN QUE EL 99.99% DE LA ENERGIA DEL UNIVERSO ES OSCURA.


 
La energía oscura, la enigmática fuerza cósmica que, supuestamente, acelera la expansión del universo, es real, según un equipo anglo-alemán de astrónomos.
 
Tras un estudio de dos años, científicos de la Universidad de Portsmouth (Reino Unido), y de la Universidad LMU de Múnich (Alemania) concluyen que la probabilidad de la existencia de la energía oscura es de un 99,996 %.
 
Se trata del mismo nivel de certeza que se asoció este año al descubrimiento del bosón de Higgs, llevado a cabo por científicos del centro de investigación CERN cerca de Ginebra. “La energía oscura es uno de los grandes misterios científicos de nuestro tiempo, por lo que no resulta sorprendente que tantos investigadores cuestionen su existencia”, dijo Bob Nichol, miembro del equipo de Portsmouth que participó en la investigación publicada en la revista académica ‘Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’. “Sin embargo, con nuestro nuevo trabajo estamos más seguros que nunca de que este componente exótico del universo es real, incluso aunque no tengamos aún idea de en qué consiste”, asegura.
 
La teoría de la energía oscura tiene escépticos. Los astrónomos que estudian el brillo de las supernovas distantes durante más de una década ganaron en 2011 el Premio Nobel de Física por concluir que la expansión del universo se estaba acelerando.
 
Sin embargo, algunos científicos sostienen que esto es una ilusión causada por el movimiento de la Tierra en relación con el resto del cosmos. Otros sugieren que, probablemente, sea una deficiente comprensión de la gravedad la responsable de la aceleración y no tanto la energía oscura.
 
Una premisa básica de la cosmología moderna es que el universo visible de las estrellas, planetas y gases representa alrededor del 4% del cosmos y que se asienta como restos flotantes en un mar enorme de material desconocido conocido como la energía oscura. Se cree que la energía oscura constituye el 73% del cosmos, mientras que la materia oscura, un poco menos enigmática, comprende el 23% restante.

domingo, 12 de agosto de 2012

¿Cómo se transmiten los datos del Curiosity en Marte a la Tierra?


La transmisión de datos es una tecnología tan habitual y tan usada que se ha vuelto completamente invisible, es decir, está ahí, siempre a nuestro alrededor pero hace mucho dejamos de preguntarnos cómo funciona o qué hace falta para lograr cierto tipo de telecomunicaciones, inclusive cuando se trata de un robot en otro planeta.
Las comunicaciones entre el Curiosity y el centro de datos de la NASA aquí en la Tierra es un logro técnico bastante impresionante que es parte de la demostración de la sed por exploración de nuestra sociedad. Gracias a eso hoy podemos explorar otros planetas, recibir datos importantísimos en unos cuantos días e inclusive deleitarnos con fotos de Marte y vídeos de aterrizajes espectaculares.
Entonces, ¿cómo se transmiten los datos desde el Curiosity hasta la Tierra? Es, en una sola palabra, increíble:
La comunicación del rover directo a la Tierra es posible (sí, es impresionante) pero es poco eficiente porque las antenas no son lo suficientemente poderosas y hay satélites rondando Marte que se pueden encargar de ese trabajo.
Hay dos satélites que pueden recibir los datos de Curiosity:
  • Mars Reconnaissance Orbiter, que selecciona la tasa de transferencia automáticamente y es capaz de transmitir datos a 2 Megabits por segundo.
  • Mars Odyssey, que puede seleccionar tasas de transferencia de 128 kilobits a 256 kilobits bits por segundo.
(En comparación, el rover puede enviar datos a la Tierra de entre 500 bits a 32 kilobits por segundo).
Los satélites son capaces de recibir entre 100 y 250 megabits de información durante 8 minutos que es el periodo de tiempo que pueden mantener la conexión estable y continua mientras pasan cerca de Curiosity.
Madrid Deep Space Communications Complex
Una vez que se han obtenido los datos, los satélites los envían y viajan unos 58 millones de kilómetros hasta la Tierra. Tardan unos 14 minutos en llegar y son recibidas por el Deep Space Network o Red del Espacio Profundo de la NASA que es compuesta por tres antenas de radio:
  1. Goldstone Deep Space Communications Complex en el desierto de Mojave, cerca de Goldstone, Estados Unidos.
  2. Canberra Deep Space Communications Complex en Canberra, Australia.
  3. Madrid Deep Space Communications Complex en Robledo de Chavela, Madrid, España.
Por la trayectoria, velocidad de órbita y tamaño de Marte, los satélites pueden ver a la Tierra dos tercios del total de cada órbita o unas 16 horas al día, por lo que pueden enviar mucha más información que si Curiosity lo hiciera directamente, además de tener las antenas y el equipo adecuado para ello.
MRO
La velocidad de transmisión entre los satélites y la Tierra también impresionan. El Mars Reconnaissance Orbiter es capaz de enviarlos a unos 6 Megabits por segundo mientras que el Odyssey transmite a un máximo de 12 kilobits por segundo. ¿Por qué la diferencia de velocidades? Odyssey fue enviado a Marte en 2001 y el Mars Reconnaissance en 2005 con mayor y mejor tecnología para la transmisión de datos.
Es así, en breve resumen, como recibimos datos de un pequeño robot que está a 58 millones de kilómetros de la Tierra.

jueves, 26 de julio de 2012

VIAJEMOS POR LOS PLANETAS GIGANTES.


Posted: 26 Jul 2012 12:30 AM PDT
Imagínate por un momento cómo sería volar por los cielos de Júpiter.
Te rodea un cielo azul púrpura similar al que puedes ver en la Tierra desde la ventanilla de cualquier avión. Bajo tus pies puedes contemplar varias capas de nubes de distintos colores: azules, blancas, rojas, marrones,…; sientes curiosidad y decides descender un poco. Atraviesas una fina capa de nubes de cristales de amoniaco y ahora puedes ver más claramente gigantescos cúmulos de nubes blancas y ocres mezclándose entre sí. Una fina nieve de amoniaco cae sobre ti desde la capa nubosa superior, así que buscas una zona más despejada. Sin montañas o accidentes geográficos con que compararlas, se te hace difícil juzgar la escala de las nubes, pero sabes que son gigantescas. Y son nubes de todo tipo: cúmulos, cirros, cumulonimbos, estratos,… el sueño de un meteorólogo hecho realidad.
De vez en cuando un enorme relámpago sacude el majestuoso paisaje. El sonido del trueno te llega mucho antes que en la Tierra porque el ‘aire’ que te rodea es principalmente hidrógeno. Te llaman la atención las nubes inferiores de color rojizo y sientes que deberías estudiarlas más de cerca.
Tienes que maniobrar con cuidado para no meterte dentro de ellas sino quieres que tu aeronave sea despedazada por las fuertes corrientes de convección. Pero sobre todo, evitas sumergirte en las profundidades, allí donde la temperatura y la presión superan los límites del diseño de cualquier vehículo construido por el ser humano. Tras una breve inmersión, vuelves a las alturas. En el horizonte -y en Júpiter el horizonte está realmente lejos- vislumbras una imponente muralla de nubes que demarcan la separación entre los cinturones nubosos del planeta, una región dominada por gigantescos ciclones con vientos huracanados. Decides que no es una buena idea atravesar ese muro y cambias de rumbo.
Representación artística de la atmósfera de Júpiter | Don Dixon
¿Un simple relato de ciencia ficción? Podría ser, pero lo cierto es que los gigantes gaseosos presentan una atmósfera compleja y fascinante a partes iguales. Sin ir más lejos, fíjate bien en estas dos imágenes:
¿Lo has notado? Ese pequeño punto azul que aparece en la fotografía de la izquierda en medio de un remolino no parece gran cosa, pero en realidad se trata de un potente relámpago visto por la sonda Cassini de la NASA en el lado diurno de Saturno. No, lo que has leído al inicio es una descripción de lo que podrán experimentar los futuros exploradores que viajen a los dos gigantes gaseosos de nuestro Sistema Solar, Júpiter y Saturno.
¿Y qué pasa con Urano y Neptuno? Ambos planetas son muy parecidos entre sí, pero muy diferentes tanto en tamaño como en composición comparados con Júpiter y Saturno, motivo por el que se les conoce como ‘gigantes de hielo’ y merecen ser tratados por separado.
La atmósfera de los gigantes gaseosos 
Júpiter y Saturno no tienen una superficie sólida. Son enormes bolas de gas y líquido con una composición muy similar a la del Sol que giran sobre sí mismas a gran velocidad. No en vano, a Júpiter y Saturno se les llama ‘gigantes gaseosos’ por algo (aunque realmente deberían ser ‘gigantes líquidos’, ya que la mayor parte de su interior está en forma líquida o metálica). 
La atmósfera superior de los dos planetas está dominada por un llamativo conjunto de bandas y cinturones nubosos que nada tiene que ver con los patrones climáticos de nuestro planeta. ¿A qué se debe esta diferencia? La radiación solar. Efectivamente, en la Tierra el astro rey es el causante de la circulación atmosférica. La gran diferencia de temperaturas entre las regiones tropicales y los polos es el factor principal que rige nuestra atmósfera. Este gradiente de energía provoca la creación de células de convección de Hadley cerca del ecuador y además las montañas y cordilleras se encargan de bloquear los vientos, creando patrones climáticos locales muy característicos.
¿Y qué pasa en Júpiter y Saturno? En este caso, el factor principal es el calor interno. De hecho, la diferencia de temperaturas entre el ecuador y los polos es prácticamente nula, pero para comprender el clima de estos planetas debemos saber primero cómo es su interior. Júpiter y Saturno están formados principalmente por hidrógeno y algo de helio (un 15%), más o menos igual que el Sol. A medida que nos adentramos en el interior de uno de estos mundos, la temperatura aumenta y la atmósfera se va haciendo más densa hasta que el hidrógeno se vuelve líquido. Si seguimos descendiendo el hidrógeno líquido se convierte en hidrógeno metálico.
Precisamente, es esta capa de hidrógeno metálico la causante del los potentes campos magnéticos que rodean a estos planetas. De hecho, si pudiéramos ver a simple vista la magnetosfera de Júpiter, ocuparía un tamaño en el cielo similar al de la Luna llena. Por algo se dice que es el ‘objeto’ más grande del Sistema Solar -después del Sol, obviamente-. ¿Y qué hay en el centro de estos planetas? Nadie lo sabe.
Posible estructura interior de los planetas exteriores del Sistema Solar (NASA).
Si consultas cualquier libro de astronomía verás que la mayoría suelen representar el centro de estos planetas como un núcleo sólido formado por hielos y roca con una masa varias veces superior a la de la Tierra. En realidad, desconocemos si existe este núcleo o cómo son sus características. Por lo que sabemos, en el interior de los gigantes gaseosos podrían existir diamantes del tamaño de pequeños mundos. El centro de los planetas gaseosos viene a ser algo así como el equivalente astronómico del hic sunt dracones de los mapas medievales. Precisamente, la sonda Juno de la NASA tiene como objetivo averiguar de una vez por todas la misteriosa estructura interna de Júpiter.
Pero volvamos a la atmósfera superior. Todo el clima de estos planetas tiene lugar en esta capa, que apenas constituye un 1% del conjunto de la atmósfera. Lo primero que nos llama la atención es el patrón de franjas nubosas de estos planetas, mucho más marcado en el caso de Júpiter, pero también visible en Saturno. Las bandas oscuras se conocen como ‘cinturones’, mientras que las claras se denominan ‘zonas’. Las zonas son por lo general masas de aire frío descendentes -recuerda que el ‘aire’ en Júpiter y Saturno es principalmente hidrógeno-, mientras que los cinturones son masas ascendentes. Los vientos de las zonas y cinturones soplan a una velocidad casi constante en la misma dirección, pero a veces en sentidos contrarios entre sí. En Júpiter los vientos pueden alcanzar los 350 km/h, pero Saturno le gana por goleada en este aspecto, con vientos que llegan a los 1800 km/h. Como resultado, la velocidad relativa entre los vientos de zonas y cinturones puede superar los 500 km/h en Júpiter. Como vimos en la introducción, si uno pudiera volar en avión por el gigante joviano no sería muy recomendable atravesar a baja altitud las fronteras que separan las zonas y cinturones, so pena de sufrir violentas turbulencias que incomodarían bastante a los pasajeros en el mejor de los casos y despedazarían nuestra nave en el peor.
En este punto, un lector avispado se puede estar preguntando con respecto a qué se mide la velocidad de los vientos si estos planetas no tienen superficie alguna. Buena pregunta. Los científicos calculan dicha velocidad respecto al campo magnético, que se supone que es un indicador fiable de la rotación del conjunto del planeta. Se supone. Es posible, aunque improbable, que las capas exteriores no giren exactamente a la misma velocidad angular que la capa de hidrógeno metálico. La diferencia podría ser mayor en el caso de Saturno, cuya capa de hidrógeno metálico es más fina y mucho más profunda que la de Júpiter, y por tanto sería más probable que estuviese desacoplada de las capas exteriores. Por este motivo, nadie sabe con precisión cuánto dura el día en Saturno. Esto podría explicar los elevados vientos del planeta anillado, un misterio que por ahora desafía la mayoría de modelos teóricos.
Efectivamente, los vientos de la región ecuatorial de Saturno superan todo lo conocido y no tienen equivalente en Júpiter. Como tampoco lo tienen las ‘cadenas de perlas’, cinturones de tormentas circulares que separan las zonas de fuertes vientos ecuatoriales de las regiones con vientos retrógrados.
Como vimos más arriba, el calor interno de los planetas es el que gobierna los vientos y la formación de estructuras en Júpiter y Saturno. ¿Pero de dónde proviene este calor? Uno de los misterios de los gigantes gaseosos es la relativa ausencia de helio en la atmósfera exterior. No obstante, sabemos que el helio forma el 15% de estos mundos. Se cree que el helio, al ser más denso que el hidrógeno, se condensa en la capa de hidrógeno metálico formando enormes gotas que se precipitan hacia el núcleo del planeta, liberando calor en el proceso. Esta lluvia de helio en un mar de hidrógeno metálico es la principal fuente de energía interna de los gigantes gaseosos, a la que debemos añadir el calor residual de formación de ambos planetas.
Júpiter visto en infrarrojo. Las zonas más brillantes son 'agujeros' en la atmósfera por los que se aprecia el calor interno del planeta (NASA).
Pero el calor interno no explica por si solo la estructura en bandas de la atmósfera. La rapidísima rotación es otro factor a tener en cuenta. Júpiter y Saturno tienen un periodo de rotación muy similar, de unas diez horas, lo que provoca un abultamiento ecuatorial visible a simple vista. La famosa expresión ‘la Tierra está achatada por los polos’ se queda corta a la hora de describir lo que ocurre en estos planetas. Esta elevada velocidad de rotación determina también la estabilidad de bandas y cinturones. En la Tierra las tormentas vienen y van en cuestión de horas o días. En Júpiter y Saturno las grandes estructuras nubosas pueden durar fácilmente décadas o siglos. La enorme escala temporal de la atmósfera de Júpiter y Saturno es otra de las diferencias con la atmósfera terrestre.
Por contra, las pequeñas estructuras tienen una vida mucho menor. Las tormentas o remolinos que aparecen en los bordes de las franjas pueden aparecer y desaparecer en cuestión de pocos días, como en la Tierra. Curiosamente, se cree que son estas turbulencias las que generan los vientos zonales y no al revés. Es decir, no es que los fuertes vientos generen remolinos y ciclones, sino todo lo contrario.
Bandas y cinturones de Júpiter vistos por el telescopio espacial Hubble (NASA).
Pero mentiríamos si dijésemos que entendemos la relación entre la emisión del calor interno del planeta y la formación de estructuras nubosas. Desde hace décadas los científicos discuten si la atmósfera exterior de Júpiter y Saturno se halla totalmente separada de las capas interiores del planeta -y sufre hasta cierto punto la influencia de la radiación solar-, o si por el contrario las zonas y cinturones no son más que una manifestación exterior de una estructura interna en forma de cilindros coaxiales. Los modelos de ordenador favorecen esta última hipótesis, pero los detalles -y el diablo está en los detalles- siguen sin estar claros.
Por otro lado, debemos tener cuidado a la hora de exagerar la magnitud del calor interno de los planetas gigantes. Sí, estamos hablando de muchísima energía en términos absolutos, pero la superficie irradiada también lo es. Por eso la potencia generada por esta fuente de calor, aunque superior a la solar, es de apenas unos cuantos vatios por metro cuadrado, mientras que la irradiación del Sol sobre la Tierra es de unos cien vatios por metro cuadrado. No obstante, como veremos más abajo, en el caso de Saturno la mayor inclinación de su eje de rotación (27º frente a los 3º del eje de Júpiter) provoca cambios en la atmósfera de naturaleza estacional, por lo que, a pesar de no ser el factor más importante, la luz del Sol sí que influye en los gigantes gaseosos, o al menos en Saturno.
Nubes de colores
Sin una superficie sólida, las nubes son la principal característica visible de Júpiter y Saturno. Pero a diferencia de las nubes blancas de nuestro planeta azul, las nubes de Júpiter y Saturno parecen salidas de la imaginación de un van Gogh cósmico. Tonos rojos, ocres, amarillos y naranjas de todo tipo se combinan para formar la paleta de colores de las nubes en estas atmósferas. ¿A qué se debe esta riqueza cromática?
Júpiter y Saturno tienen tres capas principales de nubes situadas una encima de la otra. En la parte superior encontramos blancas y finas nubes de cristales de amoniaco que recuerdan a los cirros terrestres. En la parte intermedia destacan las anaranjadas nubes tóxicas de hidrosulfuro de amonio (NH4SH), mientras que la parte inferior está dominada por las blancas nubes de agua que todos conocemos. La profundidad y altura entre capas es distinta en Júpiter y en Saturno, por la distribución general es la misma. Por supuesto, esta estructura no es rígida y la atmósfera se ve sacudida con corrientes de convección que mezclan estas capas nubosas.
Por ejemplo, es frecuente que las nubes de agua asciendan y atraviesen la capa de nubes de hidrosulfuro de amonio. De no ser por estos movimientos, la capa nubosa exterior de estos planetas sería siempre de color blanco. En el caso de Saturno, es posible que las dos primeras capas sean muy tenues, con finas nubes en forma de cirros, mientras que la capa inferior de nubes de agua tampoco cubriría una gran superficie.
Estructura de la atmósfera de los planetas gigantes (NASA).
Por encima del trío de capas nubosas se encuentra una neblina fotoquímica de metano y otros compuestos orgánicos. Esta neblina se forma por la acción de la luz ultravioleta del Sol sobre el metano atmosférico, un fenómeno que también ocurre en Titán, la luna de Saturno. Precisamente, esta neblina fotoquímica es especialmente densa en Saturno, donde apenas deja entrever los patrones nubosos de la atmósfera inferior. Y sin embargo esta compleja estructura no explica los colores rojos o marrones que se pueden ver con un pequeño telescopio.
Los libros de astronomía nos dicen que los ‘compuestos orgánicos’ son la causa de los colores rojizos y marrones de estos planetas. Y todo indica que efectivamente esto es así, pero una vez más lo cierto es nadie sabe exactamente qué compuestos y en qué proporción son los que se encargan de colorear las atmósferas de los gigantes gaseosos. Por ejemplo, no tenemos ni idea de por qué las nubes de hidrosulfuro de amonio tienen ese color marrón anaranjado y no otro. El fósforo de la fosfina o el azufre del ácido sulfhídrico serían responsables de formar los compuestos con los colores más ocres y rojizos, pero el caso es que, aunque conocemos los ingredientes, somos incapaces de descifrar la receta encargada de producir los colores de los planetas gigantes. Algo así como lo que sucede con la fórmula de la Coca-Cola, pero en plan astronómico.
A diferencia de Júpiter, Saturno presenta una atmósfera de color azul en el hemisferio que se encuentra bajo la sombra de los anillos (fenómeno que desaparece cerca de los dos equinoccios, lógicamente). Se cree que la sombra de los anillos, junto con las bajas temperaturas del invierno local, provoca que las nubes se formen en las profundidades de la atmósfera y no sean visibles. En este caso, el azul de la atmósfera de Saturno se debería al mismo mecanismo que está detrás de los cielos azules de nuestro planeta: la dispersión de Rayleigh.
Saturno visto por la sonda Cassini. Se aprecia la atmósfera de color azul en el hemisferio donde se encuentra la sombra de los anillos (NASA).
Otro misterio es la cantidad de agua que esconden los gigantes gaseosos. La sonda Galileo soltó en 1995 una pequeña cápsula que se internó en la atmósfera de Júpiter hasta una profundidad donde la presión alcanzaba los 20 bares. Hasta la fecha, es el único artefacto humano que ha estudiado directamente la atmósfera de los planetas gigantes.
Para sorpresa de los científicos, la cantidad de agua medida fue muy inferior a la esperada, aunque luego se comprobó que la sonda había tenido la mala suerte de descender a través de un ‘agujero’ en la atmósfera, es decir, una zona sin nubes especialmente seca. Pero desde entonces los científicos están con la mosca detrás de la oreja y no saben hasta qué punto la escasez de agua observada por la Galileo es real o no. Y no es un asunto menor. La cantidad de agua en estos planetas es proporcional a la cantidad de oxígeno que existía en la nebulosa protoplanetaria a partir de la que se formaron. La carencia de agua significaría poco oxígeno primordial y, por consiguiente, habría que revisar los modelos de formación planetaria actuales.
Representación artística de la cápsula de la sonda Galileo descendiendo por la atmósfera de Júpiter (NASA).
Pero no podemos hablar de las nubes de Júpiter sin mencionar la mayor estructura de su atmósfera. Por supuesto, nos referimos a la Gran Mancha Roja o GRS (Great Red Spot). Lo de ‘gran’ va en serio. Esta estructura nubosa es más grande que nuestro planeta, aunque a diferencia de lo que mucha gente cree no es una ‘tormenta’, sino una región de altas presiones cuyas nubes se elevan unos 8 kilómetros por encima de las áreas circundantes. Eso no evita que los vientos en su interior alcancen los 600 km/h. Sabemos que este anticiclón existe desde al menos unos tres siglos -otro ejemplo de la elevada escala temporal de las estructuras atmosféricas en estos planetas-, pues el mismísimo Giovanni Cassini la observó en 1665. Durante este tiempo ha cambiado su tamaño, forma y color en repetidas ocasiones.
Cuando las Pioneer 10 y 11 visitaron Júpiter en 1973 y 1974 se hallaba rodeada de nubes de color blanco. En 1979 la Voyager 2 pudo contemplar una mancha con menos contraste, más desdibujada y con remolinos más marcados en su interior. En los últimos años, los cambios morfológicos de la Gran Mancha  Roja son seguidos casi a diario por astrónomos aficionados y profesionales de todo el mundo, ayudados por potentes instrumentos como el telescopio espacial Hubble.
Además de la Gran Mancha Roja, existen otros anticiclones ovales más o menos estables que suelen fusionarse entre sí antes de desaparecer. Curiosamente, su color puede ser tanto blanco como rojizo. Por supuesto, también existen ciclones en Júpiter y Saturno, pero son una minoría. Efectivamente, y a diferencia de la Tierra, el 90% de los óvalos y vórtices que vemos son anticiclones. Nadie sabe por qué.
La Gran Mancha Roja comparada con la Tierra (Michael Carroll).
En cuanto a Saturno, éste no presenta ninguna mancha roja, peros sí numerosos óvalos y remolinos de altas y bajas presiones. Sin duda, la característica atmosférica más destacable del gigante anillado son las Tormentas Blancas o Manchas Blancas (GWS, Great White Spots) que surgen de vez en cuando. El fenómeno es claramente estacional, ya que presenta una periodicidad relacionada con la duración del año en Saturno (unos 28 años y medio). Un ejemplo de que el Sol todavía tiene algo que decir en el clima de los planetas gigantes.
La última tormenta blanca en Saturno vista por la sonda Cassini (NASA).
Menos conocido que la Gran Mancha Roja de Júpiter o las tormentas blancas, tenemos al Hexágono del polo norte de Saturno, una misteriosa estructura atmosférica situada a unos 78º de latitud norte con unos vientos que rondan los 350 km/h. Se desconoce cómo se ha formado. Aunque varias simulaciones numéricas han logrado reproducirlo, queda por explicar por qué no se observa ninguna estructura similar en el hemisferio sur.
El hexágono del polo norte de Saturno (NASA).
Rayos y truenos
Nadie se extrañará si decimos que Júpiter es el planeta del Sistema Solar donde encontramos los rayos más potentes. Sin embargo, lo cierto es que en realidad, y a pesar de tanta nube, se cree que hay menos rayos por unidad de área y tiempo que en la Tierra (la sonda Galileo detectó un 10% de la cantidad de rayos terrestres, pero ya hemos visto que descendió por una zona sin nubes).
Los rayos tienen lugar principalmente en gigantescas tormentas que miden entre doscientos y mil kilómetros. Los modelos indican que la mayor parte de rayos se originan entre las nubes de agua, sin que participen las nubes de amoniaco o de hidrosulfuro de amonio, ya que solamente el agua es lo suficientemente abundante para crear un aparato eléctrico llamativo. Los rayos y relámpagos se crean a partir de la carga electrostática que adquiere una nube como resultado de la colisión entre las partículas de hielo y agua líquida en su interior convectivo.
Y no sólo se originan rayos normales. La sonda Galileo detectó relámpagos tres veces más energéticos que los rayos terrestres más potentes conocidos.
Rayos en Júpiter vistos por la sonda Galileo (NASA).
Saturno tiene aún menos rayos que Júpiter, aunque se han detectado tanto en longitudes de onda de radio como en visible. Se especula con que la mayor profundidad a la que se encuentran las nubes de agua en este planeta (a 200 kilómetros por debajo de la ‘superficie’ visible, donde la presión es de 20 bares) podría explicar en parte esta escasez. De hecho, la sonda Cassini ha observado nubes oscuras formadas por compuestos orgánicos que se han creado a gran profundidad, quizás gracias a la ayuda de rayos, como en el experimento de Miller-Urey.
Volando por Júpiter y Saturno
La atmósfera de Júpiter no es el mejor lugar para un artefacto volador. Su elevada gravedad, combinada con una atmósfera de hidrógeno hacen que sea complicado diseñar un avión o un globo optimizado para estas condiciones. En la Tierra los dirigibles emplean hidrógeno o helio para flotar en el aire, cortesía del Principio de Arquímedes y de la menor densidad de estos gases con respecto al nitrógeno y el oxígeno.
En Júpiter la atmósfera está compuesta por hidrógeno, así que un globo o dirigible solamente podría mantenerse a flote calentando el aire de su interior, como hacen los globos aerostáticos terrestres. En el caso de una nave tripulada, un hipotético piloto joviano pesaría dos veces y media más que en la Tierra, por lo que podemos imaginar que la tarea de pilotar un avión en Júpiter no debe ser nada agradable. Por el contrario, la gravedad ‘superficial’ de Saturno es prácticamente similar a la terrestre, así que volar en su atmósfera podría ser a priori más sencillo. Quién sabe, ¿veremos algún día alguna sonda explorando los cielos de los gigantes gaseosos?
Epílogo
Tu viaje espacial te ha llevado hasta Saturno. Ahora estás en el hemisferio nocturno del planeta. Encima tuyo los anillos, parcialmente iluminados, recorren el cielo como un arcoiris surrealista. Entonces decides que sería genial poder visitar los anillos de cerca. Pero eso es otra historia…

martes, 17 de julio de 2012

SIETE MINUTOS DE TERROR de LA NAVE Curiosity cuando aterrice en Marte este 5 de agosto.



La NASA tiene $2 500 mil millones en juego con el aterrizaje de Curiosity en Marte programado para este 5 de agosto. Si Curiosity se enreda con los cables de su plataforma de vuelo impulsado por cohetes encendidos, por poner un ejemplo, algunos científicos verán una década arruinada de su trabajo. Y quizá de su propio futuro. El 5 de agosto, Curiosity deberá atravesar la atmósfera de Marte en un desafío tecnológico que la propia NASA ha denominado como los “7 minutos de terror”. La organización espacial ha difundido que Curiosity es el proyecto con mayor precisión que cualquier misión anterior hecha para el planeta marciano. Esta hazaña es un reto a largo plazo para la NASA, que planea traer muestras de rocas y enviar seres humanos al Planeta Rojo.

Un "cielo de la grúa" baja rover de la NASA, la curiosidad de la superficie de Marte en la concepción de un artista.
LIC:OSIRISMELISA DAVILA

lunes, 16 de julio de 2012

LA PARTÍCULA QUE NO ES PROPIEDAD DE DIOS.


El 4 de julio de 2012 los científicos del instituto de física de partículas más grande del mundo, CERN, anunciaron que habían detectado con 99.99% de probabilidad, la existencia del bosón de Higgs, BH, que es un partícula fundamental apodada “la partícula de Dios”.
Muchas personas que desconocen el tema han opinado que con esto se demuestra que Dios es el creador de la materia y del Universo; piensan que el BH tiene algo que ver con Dios. No es así.
El BH lleva su nombre en honor a Peter Higgs, quien planteó la hipótesis de su existencia en 1964. Higgs es ateo.
El apodo del BH proviene del libro de Leon Lederman intitulado “La Partícula Divina: si el Universo es la Respuesta, ¿Cuál es la Pregunta?”. Lederman es ateo. La expresión “partícula divina” fue el resultado de una decisión del editor de Lederman, pues originalmente la obra llevaba en su título “condenada partícula”, no “partícula divina” (goddamn particle, en vez de God particle). Explicaré qué es el BH.
La física actual explica la constitución de la materia y las fuerzas de la naturaleza por medio del Modelo Estándar, ME. El ME considera que los objetos materiales están hechos de átomos que consisten en un núcleo central de protones y neutrones, orbitado por electrones. Los protones y los neutrones están hechos de quarks, de los que hay dos tipos: up-quark y down-quark. Además, hay otras partículas elementales “sueltas”.
Todas las partículas están agrupadas en tres familias de cuatro miembros cada una, para un total de 12 partículas (electrón, electrón-neutrino, up-quark y down-quark en la primera familia; muón, muón-neutrino, charm-quark y strange-quark en la segunda; tau, tau-neutrino, top-quark y bottom-quark en la tercera).
Los primeros miembros de cada familia tienen propiedades idénticas a los primeros miembros de las otras familias, excepto por su masa, que crece de la primera familia a la tercera. Lo mismo sucede con los segundos miembros de cada familia, los terceros y los cuartos.
Cada partícula tiene una antipartícula de idéntica masa pero carga eléctrica opuesta (el positrón, por ejemplo, es la antipartícula del electrón). Si la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilan y producen energía pura. La escala de estas partículas es de una billonésima de una billonésima de un metro.
El ME considera que hay cuatro tipos de “fuerzas” en la naturaleza (“fuerza” entre comillas porque la gravedad es, en realidad, una configuración geométrica del espacio-tiempo). Estas son: la gravedad (las masas se atraen), el electro-magnetismo (cargas electro-magnéticas iguales se repelen; cargas opuestas se atraen), la fuerza nuclear “fuerte” (responsable de que los quarks y los protones se mantengan unidos en el núcleo atómico; los protones tienen carga eléctrica positiva y, por tanto, se repelen, pero la fuerza nuclear “fuerte” los mantiene unidos) y la fuerza nuclear “débil” (responsable de la radioactividad o decaimiento del átomo).
Cada una de estas fuerzas es transmitida por un agente que es una partícula: gravitón (gravedad), fotón (electromagnetismo), gluón (fuerza nuclear “fuerte”) y weak-gauge-bosón (fuerza nuclear “débil”).
Según la teoría del ME, el fotón y el weak-gauge-bosón no deberían tener masa. Sin embargo, los experimentos han demostrado que sí la tienen. Por otra parte, no se sabe por qué las 12 partículas de las tres familias del ME tienen, cada una, la masa que tienen. Tampoco se sabe por qué hay tantos tipos de partículas si casi todos los objetos materiales están hechos sólo de electrones, up-quarks y down-quarks, ni por qué esas partículas están agrupadas en tres familias y no cuatro, por ejemplo.
Para resolver esto, Higgs propuso que existe un campo compuesto por bosones (Bosones de Higgs, BH) que está en todas partes y que todas las partículas interactúan con él obteniendo, de esa manera, su masa. La masa puede verse como una resistencia al movimiento (inercia). Entre mayor sea la masa de algo, más cuesta moverlo.
Los BH son como paparazzi que rodean a una persona famosa, dificultándole su movimiento. Un desconocido (poca fama: poca masa) se mueve fácilmente porque no es rodeado por los paparazzi (Bosones de Higgs). Una persona célebre (mucha fama: mucha masa) se mueve con dificultad por tantos paparazzi.

jueves, 12 de julio de 2012

Más de 8 años después de aterrizar en el planeta rojo, Marte, Opportunity sigue funcionando.


Más de 8 años después de aterrizar en el planeta rojo, Marte, Opportunity sigue funcionando. De hecho, los planificadores de la misión dicen que el robot incansable está a punto de completar una maratón - la primera carrera de larga distancia en un planeta alienígena.
MER-B (Opportunity) es el segundo de los dos vehículos robóticos de la NASA que aterrizaron con éxito en el planeta Marte en 2004. El vehículo aterrizó el 25 de enero de 2004 a las 05:05 TUC). Su gemelo, MER-A (Spirit), había aterrizado en Marte tres semanas antes, el 3 de enero de 2004. Ambos robots forman parte del 'Programa de Exploración de Marte' de la NASA.El Opportunity aterrizó en Meridiani Planum en las coordenadas 354,4742º E 1,9483º S, aproximadamente a 24 km al este de su blanco inicial. Aunque Meridiani es un lugar llano, sin campos de rocas, el Opportunity -tras rebotar 26 veces contra la superficie del suelo marciano- rodó hasta caer en un pequeñocráter de aproximadamente 20 m de diámetro. El 28 de enero de 2004 la NASA anunció que el lugar de aterrizaje ahora se llama 'Challenger', en honor a los siete astronautas muertos en el año 1986, cuando el transbordador explotó poco después del lanzamiento en la misión Challenger .

La duración de la misión original para Opportunity era de 90 días marcianos. Muchos miembros de la misión esperaban que pudieran funcionar más tiempo, y el 8 de abril de 2004 la NASA anunció que apoyaba la extensión de la misión hasta septiembre de 2004, dotándo con los fondos y mano de obra.
En julio de 2004, los encargados de la misión empezaron a hablar de extender la misión incluso más allá de los 250 días. Si los robots pudieran sobrevivir el invierno, muchas de las metas científicas más interesantes se podrían conseguir.1 En 2012, tras más de ocho años en Marte, el Oportunity continúa sus labores de investigación.
LIC:OSIRISMELISA DAVILA

jueves, 5 de julio de 2012

Lo que necesitas para entender el bosón de Higgs en cinco preguntas


1. ¿Por qué es tan importante encontrar el bosón de Higgs?
Porque podría contener la respuesta a la siguiente cuestión: ¿cómo decide la naturaleza a qué partículas les asigna masa y a cuáles no? Todas las partículas elementales que forman la materia (seis leptones y seis quarks) tienen masa. Sin embargo otras como el protón, responsable de la fuerza electromagnética, no tienen masa. La presencia o ausencia de masa podría venir dada por el bosón de Higgs, cuya existencia se propuso en los años sesenta. “Confirmar la existencia del bosón de Higgs en el modelo estándar supondría haber comprendido el mecanismo por el cual las partículas adquieren masa, un mecanismo que en su versión más simple predice la existencia de –al menos– un bosón que cuando interacciona con las otras partículas (quarks, leptones y otros bosones), hace que estas adquieran masa”, explica Teresa Rodrigo, investigadora del Instituto de Física de Cantabria que participa en los experimentos del CERN.

2. ¿Qué es el campo de Higgs?
Para explicar por qué unas partículas tienen masa y otras no, el físico británico Peter Higgs (y simultánea pero independientemente, también Francois Englert, Robert Brout, Gerald Guralnik, Dick Hagen y Tom Kibble) postuló en los años 60 del siglo XX un mecanismo que se conoce como el “campo de Higgs”. Al igual que el fotón es el componente fundamental de la luz, el campo de Higgs requiere la existencia de una partícula que lo componga, que los físicos llaman “bosón de Higgs”. El campo de Higgs sería una especie de continuo que se extiende por todo el espacio, formado por un incontable número de bosones de Higgs. La masa de las partículas estaría causada por una especie de “fricción” con el campo de Higgs, por lo que las partículas más ligeras se moverían por este campo fácilmente mientras que las más pesadas lo harán con mayor dificultad.
3. ¿Quién acuñó el nombre de “partícula de Dios”?
Fue el Premio Nobel de Fïsica Leon Lederman, en el libro “Si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?”. Sin embargo muchos investigadores prefieren el apodo de "la partícula de la botella de champagne", haciendo alusión a la anécdota según la cual el físico David J. Miller ganó en 1993 una botella de champagne ofrecida por el ministro de ciencia británicoWilliam Waldegrave, que la ofreció como “premio” a quien fuese capaz de explicarle que era el bosón de Higgs.
 
 
4. ¿Por qué se usa el LHC para buscar el bosón de Higgs?
La confirmación o refutación de la existencia del bosón de Higgs es uno de los objetivos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo que opera la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en la frontera franco‐suiza, cerca de Ginebra (Suiza). En el interior del anillo del acelerador del CERN colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la de la luz. Según los cálculos los bosones de Higgs deberían producirse en choques frontales entre protones de energías del orden de 20 TeV. Al fin y al cabo, cuanto mayor sea la energía de las partículas que chocan más masa tendrán las resultantes, según la famosa ecuación de Einstein E=mc2. No obstante, el bosón de Higgs no se puede detectar directamente, ya que una vez que se produce se desintegra casi instantáneamente dando lugar a otras partículas elementales más habituales (fotones, muones, electrones…) que sí son detectadas en el LHC.

5. ¿Por qué se habla de probabilidades en lugar de hablar de descubrimiento del bosón de Higgs? ¿Qué significan los “sigmas” de los que hablan los físicos?
El bosón de Higgs no puede observarse directamente porque si tiempo de vida es demasiado corto. Al final de su vida, decae y se transforma en otras partículas que son las que los detectores observan. Por ejemplo, en dos fotones. Pero otros muchos procesos también generan dos fotones, de modo que los científicos tienen que comparar el número de “eventos de dos-fotones” y compararlo con lo que se espera para una determinada partícula.
Para reclamar la paternidad de un descubrimiento, los físicos necesitan tener un exceso de colisiones significativas, lo que precisa de otra magnitud: la desviación estándar o el “número de sigmas”, que establece la significancia estadística de ese descubrimiento. Al hacer el anuncio sobre el bosón de Higgs, Fabiola Gianotti ha dicho: "Hemos observado señales claras de una nueva partícula en el nivel de cinco sigma en la región de la masa alrededor de 126 gigaelectronvoltios (GeV)”. El valor cinco sigma es el nivel mínimo aceptado por la comunidad científica para confirmar el descubrimiento de una partícula, e indica que la probabilidad de que lo que estemos viendo sea fruto del azar es más pequeña que unas pocas partes en diez millones (o que la confianza es del 99,99994%).

fuente:muy interesante /LIC:OSIRISMELISA DAVILA

martes, 3 de julio de 2012

¿Para qué sirve la teoría de la relatividad?


Einstein publicó su Teoría de la Relatividad Especial en 1905 y su Teoría de la Relatividad General en 1915. La primera considera el movimiento uniforme (en línea recta y a velocidad constante) y la segunda, el movimiento acelerado (a velocidad variable, y no necesariamente en línea recta). Ambas conforman la Teoría de la Relatividad.
Esta teoría cambió nuestra visión del tiempo, el espacio, la materia y la energía. La misma ha aprobado todos los experimentos realizados para ponerla a prueba. Ahora sabemos que:
El tiempo es una dimensión más, como las tres dimensiones del espacio (arriba-abajo, adelante-atrás y derecha-izquierda). El tiempo y el espacio no pueden existir separadamente; están indisolublemente unidos en el “tejido espacio-tiempo”.
El tiempo, el espacio y la masa no son absolutos, sino que dependen de las condiciones del observador que los mida. Son afectados por la velocidad y por los campos gravitacionales; estos últimos son causados por la presencia de la materia. La simultaneidad no es absoluta, sino relativa. Dos eventos pueden ocurrir simultáneamente para un observador y en momentos diferentes para otro, estando ambos en lo cierto.
La materia y la energía son equivalentes. La una se puede transformar en la otra. La materia contiene una cantidad enorme de energía.
La gravedad no es una fuerza sino una configuración geométrica del tejido espacio-tiempo. La materia ocasiona hondonadas en dicho tejido, que atraen a otras materias.
Nada material puede viajar a una velocidad mayor que la de la luz. Dicha velocidad es la misma para cualquier observador, sin importar su estado de movimiento.
Muchos ignoran estas realidades. Otros piensan que su conocimiento es inútil. Sin embargo, muchos artilugios tecnológicos modernos no existirían sin la Teoría de la Relatividad.
La utilidad más visible de esta teoría es el sistema de navegación GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Éste es utilizado por barcos, aviones, automóviles, topógrafos, etc. Un aparato GPS es barato y liviano y es capaz de ubicar un objeto sobre la superficie terrestre con gran precisión.
El sistema GPS se basa en una red de satélites que orbitan la Tierra a unos 20,000 km de altura y a una velocidad de unos 14,000 km por hora. Estos satélites están distribuidos de tal manera que al menos cuatro de ellos son siempre visibles desde cualquier punto de la Tierra. Cada uno de ellos lleva un reloj atómico de gran precisión. Un aparato receptor GPS determina su posición en el planeta con base en las distancias entre dicho receptor y varios de estos satélites, cuyas posiciones son conocidas en cada momento. En pocos segundos se puede obtener una precisión de hasta cinco metros. En una hora se puede lograr una precisión de milímetros.
El tiempo medido por los relojes de los satélites, a nosotros en la Tierra nos parece que transcurre más lentamente (comparado con el tiempo medido por un reloj idéntico en la superficie), por el efecto de su velocidad, tal como predice la Teoría de la Relatividad Especial. Por esta causa, los relojes de los satélites se “atrasan” unos 7 microsegundos cada día.
Por otra parte, la curvatura del tejido espacio-tiempo es menor en los sitios en donde están los satélites que en la superficie terrestre. Por esta razón, los relojes satelitales se “adelantan” en comparación con los relojes terrestres, como predice la Teoría de la Relatividad General. Por esta causa, los relojes de los satélites se “adelantan” unos 45 microsegundos cada día.
El resultado neto de los dos efectos relativistas (el primero por la velocidad y el segundo por la gravedad) es un adelanto diario de 38 microsegundos en los relojes de los satélites, comparados con los relojes terrestres.
La precisión requerida por el sistema GPS es de nano-segundos (mil millonésimas de segundo). 38 microsegundos significan un error acumulado diariamente de 38,000 nanosegundos. Si no se considerara el efecto de la relatividad, el sistema GPS acumularía un error de unos 10 kilómetros cada día y se volvería inútil.
De igual manera, la Teoría de la Relatividad es esencial para el funcionamiento de los teléfonos celulares, la Internet, las transmisiones globales de radio y televisión, etc.
pedrocuadra56@yahoo.com.mx