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lunes, 18 de junio de 2012

La sonda Voyager 1 alcanzó el límite de nuestro sistema solar



El 20 de agosto de 1977 y el 5 de septiembre de 1977, la NASA lanzó al espacio desde Cabo Cañaveral dos sondas con el objetivo de explorar el espacio, enviar datos científicos y quizás actuar de embajadores en un eventual encuentro con otras civilizaciones: las sondas Voyager. Las sondas Voyager 2 y 1 (así fue el orden de lanzamiento) llevan casi 35 años viajando por el espacio por rutas distintas y, en este tiempo, han enviado a los científicos gran cantidad de datos y han llegado a alcanzar la Heliopausa tras haber pasado antes por Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno (Voyager 2) y por Júpiter y por Saturno (Voyager 1). Estos días, la sonda Voyager 1 ha alcanzado un nuevo hito en su historia y según informó el Laboratorio de Propulsión de la NASA en Pasadena (California), la sonda alcanzó el límite de nuestro sistema solar.

Ambas sondas se han convertido en los dos primeros objetos fabricados por el hombre que más lejos han llegado y seguirán haciendo historia hasta el año 2025, fecha estimada en la que se agotarán sus fuentes de energía (que por cierto son de plutonio). La sonda Voyager 1, según los datos de la NASA, se encuentra a unos 18.000 millones de kilómetros de nuestro Sol y viaja a una velocidad de unos 17 kilómetros por segundo transmitiendo señala es de radio que tardan unas 16 horas y 38 minutos en recibirse en la Tierra.



Además de reportar información relativa al sistema solar exterior o el viento solar, ambas sondas portan un disco de oro (que los que hayan visto la primera película de la serie Star Trek quizás recuerden) con una selección, de una hora y media de duración, de músicas de distintas zonas del mundo, saludos en 55 idiomas, un saludo del Secretario General de Naciones Unidas de la época, algunos sonidos de nuestro planeta, 115 imágenes en las que se explica la localización del Sistema Solar, características de nuestro planeta, características del ser humano y su sociedad; una información compuesta por un comité científico presidido por Carl Sagan (al igual que el Mensaje de Arecibo).

¿Y cuál será el futuro de estas sondas? En el año 2025 se agotarán sus fuentes de alimentación y dejarán de emitir su señal de radio (que tiene una potencia de 20 vatios) y aunque seguirán viajando por el espacio no se podrá recibir más información.
 de alt1040

La teoría de la relatividad general


En 1915 Einstein publicó su Teoría de la Relatividad General, la que considera los objetos con movimiento acelerado. Esta teoría revolucionó el concepto de gravedad.
En 1905, la Teoría de la Relatividad Especial había determinado que ningún objeto puede viajar más rápidamente que la luz y que, por tanto, no se puede transmitir información de manera instantánea. Durante siglos prevaleció la visión de Newton, de que la gravedad es una fuerza que actúa a distancia de manera instantánea. Esto contradice la Relatividad Especial. Newton no explicaba la naturaleza de la gravedad, ni su forma de transmisión.
La gravedad enlaza una masa con otra. Pero, ¿cómo “se entera” la materia de que otra materia está allí?
La Relatividad Especial une indisolublemente el espacio con el tiempo en lo que se denomina el “espacio-tiempo”, pero deja aparte la materia. La Relatividad General enlaza la materia y la gravedad por medio de la acción del espacio-tiempo. Es el espacio-tiempo lo que posibilita que una materia “se entere” de que hay otra materia cerca.
En una superficie plana la distancia más corta entre dos puntos es una línea recta, pero en una superficie curva la distancia menor entre dos puntos es una línea curva. Si golpeamos una canica en una membrana plana de hule, ésta sigue una trayectoria recta. Si colocamos una bola de boliche en el centro de la membrana, ésta se curva. Si entonces golpeamos la canica, esta sigue una trayectoria curva y es “atraída” hacia la bola de boliche.
De una manera análoga, la materia se comporta como la bola de boliche, haciendo que el tejido espacio-tiempo se deforme como la membrana de hule, y ocasionando que otros objetos materiales (la canica) sean “atraídos” hacia ella. De esta forma, la gravedad no es una fuerza que actúa a distancia y de manera instantánea, sino que es una deformación geométrica, una hondonada en el tejido espacio-tiempo.
Para Newton, la materia le dicta a la gravedad cómo ejercer una fuerza y esta fuerza, a su vez, le dicta a la materia de qué manera acelerarse. Para Einstein, en cambio, la materia le dicta al espacio-tiempo cómo curvarse, y el espacio-tiempo curvado, a su vez, le dicta a la materia cómo acelerarse.
En el espacio vacío, el espacio-tiempo es plano. En el espacio con materia, el espacio-tiempo es curvo. Observando un objeto moviéndose en el espacio vacío en línea recta, Newton afirmaría que dicho objeto no cambia ni su velocidad ni su dirección porque ninguna fuerza actúa sobre él. Observando el mismo caso, Einstein afirmaría que el objeto se mueve en línea recta y con velocidad constante porque a su alrededor el espacio-tiempo es plano, por no haber cerca materia alguna que lo curve.
Entre mayor sea la masa, mayor será la hondonada que ésta ocasiona en el espacio-tiempo. Mientras más cerca esté la otra masa de la primera, mayor es la curvatura que afecta a dicha segunda masa. En nuestra analogía, la canica se verá atraída de mayor manera mientras más pesada sea dicha bola y mientras más cerca de ella se encuentre la canica.
La Teoría de la Relatividad General ha aprobado con éxito todos los experimentos realizados para ponerla a prueba. Uno de ellos es el caso del eje mayor de la órbita del planeta Mercurio, que se inclina 574 arco-segundos por siglo. Utilizando las ecuaciones de Newton para calcular dicha inclinación, se obtienen 531 arco-segundos por siglo, pero utilizando las de Einstein se obtiene el número preciso. A finales del 2011 una nave espacial comprobó que cuando un objeto celeste (estrella, planeta, etc.) gira, arrastra consigo el tejido espacio-tiempo de la manera predicha por la Teoría de la Relatividad General.
Las ecuaciones de Newton, aunque esencialmente equivocadas, se pueden utilizar de manera práctica cuando los campos gravitacionales son débiles y cuando las velocidades involucradas son mucho menores que la de la luz.
Una de las consecuencias ya demostradas de la Relatividad General es que el tiempo transcurre más lentamente para un observador afectado por un campo gravitacional. Dicho campo, como ya expresamos, es la deformación del espacio-tiempo en las cercanías de un objeto material; una hondonada a su alrededor.