jueves, 4 de mayo de 2017

Enigmas del Universo




Desde hace milenios el hombre trata de utilizar la tecnología y los avances científicos para dar respuesta a algunas de las incógnitas de este planeta y el espacio que nos rodea. La revista 'New Scientist' ha recopilado los 13 misterios que siguen provocando quebraderos de cabeza a la comunidad científica internacional he aqui algunos que corresponden al universo que nos rodea.

Temas de Enigmas del Universo:

 

El problema del horizonte


Nuestro Universo era extraordinariamente homogéneo, y la temperatura de la radiación de fondo es la misma en cualquier dirección que observemos. El hecho de que la temperatura sea homogénea no sería sorprendente de no ser porque entre los dos extremos del Universo hay una distancia de casi 28.000 millones de años luz, mientras que la edad del Universo es 'sólo' de unos 14.000 millones de años. Teniendo en cuenta que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz y la hipótesis de que hubo un instante inicial o big bang, el interrogante es: ¿cómo es posible que regiones físicamente desconectadas desde el "principio" del Universo estuviesen en estados físicos tan parecidos? 

Esto es lo que se conoce como el 'problema del horizonte', uno de los mayores quebraderos de cabeza de los cosmólogos, que siguen sin dar con la solución.


Rayos cósmicos ultra-energéticos

Los rayos cósmicos son partículas que llegan desde el espacio y bombardean constantemente a la Tierra desde todas direcciones. La mayoría de estas partículas son núcleos de átomos o electrones. Algunas de ellas son más energéticas que cualquier otra partícula observada en la naturaleza. El misterio está en su alta energía. La teoría especial de la relatividad de Einstein dice que cualquier rayo cósmico que llegue a la Tierra desde fuera de nuestra galaxia habrá sufrido tantas colisiones que el máximo posible de energía que puede tener es 5 × 1019 eV. 

Los rayos detectados desde hace una década por el observatorio japonés de Akeno están muy por encima de ese límite, con lo cual o los datos -tomados en diferentes ocasiones y siempre parecidos- están mal, o Einstein se equivocó.

La materia oscura


No todo lo que existe en el universo es visible. Los astrónomos pueden detectar objetos que emiten o absorber luz o cualquier otro tipo de radiación electromagnética o que interactúan gravitatoriamente con otros objetos que podamos detectar. El término "materia oscura" alude a esta materia cuya existencia no puede ser detectada mediante procesos asociados a la luz, es decir, no emiten ni absorben radiaciones electromagnéticas. 

Determinar cuál es la naturaleza de la materia oscura y en qué cantidad existe es el llamado ‘’problema de la materia oscura’’ o ‘’problema de la masa desaparecida’’, y es uno de los problemas más importantes de la cosmología moderna. La cuestión de la existencia de la materia oscura puede parecer irrelevante para nuestra existencia en la tierra, pero, el hecho de que exista o no la materia oscura, afecta el destino final del universo.

Metano en Marte


El 20 de julio de 1976 Gilbert Levin, uno de los ingenieros a cargo de las misiones de la NASA al planeta Marte, vio que la Viking que orbitaba el planeta rojo había encontrado emisiones de carbono-14 que contenían metano en el suelo del planeta, por lo que la conclusión debía ser obvia y muy relevante: hay vida en Marte. 

Algo está ingiriendo los nutrientes, los está metabolizando, y después los expulsa a la atmósfera en forma de gas mezclado con carbono 14. Sin embargo, la NASA no se atrevió a afirmar con rotundidad el descubrimiento, porque otro instrumento de la Viking, diseñado para identificar moléculas orgánicas consideradas esenciales símbolos de vida no encontró nada, así que casi todos los científicos de la NASA decidieron declarar el hallazgo de la Viking un "falso positivo". Pero , ¿lo era?

A día de hoy, los argumentos a favor y en contra siguen dividiendo a los científicos, aunque es cierto que los rovers que estudian el planeta rojo han encontrado pruebas de los descubrimientos de la Viking.

Tetraneutrones


Hace cuatro años, en un acelerador de partículas de Francia detectaron seis partículas que no deberían existir. Las llamaron 'tetraneutrones': cuatro neutrones unidos entre sí de una forma que desafía las leyes de la física. 

Francisco Miguel Marquès y sus colegas del acelerador de Ganil, en Caen, llevan desde entonces tratando de conseguir el efecto otra vez, pero hasta ahora no lo han logrado. Si lo repiten, estos 'racimos' de átomos podrían obligar a los científicos a reconsiderar las fuerzas que mantienen unido el núcleo de los átomos.

La anomalía de las Pioneer


Esta es la historia paralela de dos naves espaciales. Una, la Pioneer 10, fue lanzada en 1972; la Pioneer 11 un año después. Ahora mismo, ambas deben estar en el espacio profundo, alejadas de la vista de cualquier ingenio humano, aunque sus trayectorias son demasiado fascinantes como para ignorarlas. 

Y es que hay algo que ha estado 'empujando' a las dos naves, provocando que aumenten su velocidad. La aceleración es pequeña, menos de un nanometro por segundo, pero es lo suficiente para hacer sacado a la Pioneer 400.000 kilómetros de su trayectoria inicial. La NASa perdió contacto con la Pioneer 11 en 1995, pero todo hace indicar que podría estar 'sufriendo' el mismo proceso que su hermana gemela, y estaría muy fuera de su rumbo en algún lugar del espacio. ¿Y qué causa este desvío? Por el momento, nadie lo sabe.


La energía oscura


Este es uno de los mayores problemas de la física. En 1998, un grupo de astrónomos descubrió que el universo se está expandiendo a más velocidad que nunca. Esto siginifica que la velocidad a la que una galaxia distante se aleja de nosotros aumenta con el tiempo. De ser correcta esta teoría, el resultado último de esta tendencia sería la imposibilidad de seguir viendo cualquier otra galaxia. Esta nueva teoría del fin del Universo ha recibido el nombre de Gran Desgarramiento o, en inglés, Big Rip. 

Es un efecto para el que todavía se investigan las causas, aunque una de las sugerencias puede ser que esté motivado por la 'energía oscura', una forma hipotética de energía que permea todo el espacio y que produce una presión negativa, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. La energía oscura puede dar cuenta del universo en expansión acelerada, así como de una significativa fracción de su masa.


El acantilado de Kuiper


Si alguien viajara a la zona del sistema solar externa a las órbitas de Neptuno y Plutón, se encontraría algo muy extraño. De repente, tras cruzar el cinturón de Kuiper -lleno de objetos pequeños como asteroides helados y cometas- no hay nada. Los astrónomos lo llaman el 'acantilado de Kuiper', porque la densidad de objetos cae espectacularmente. 

La pregunta es qué ha causado este brusco cambio, y la única posible respuesta parece ser la existencia de un décimo planeta del Sistema Solar, lo suficientemente grande como para haber atraído a todos esos cuerpos hacia su órbita. De momento, sin embargo, nadie ha conseguido aportar ninguna prueba de la existencia de ese planeta X.
La señal 'wow'

La señal tuvo una duración de 37 segundos, y venía del espacio exterior. El 15 de agosto de 1977 el astrónomo Jerry Ehman, de la Universidad de Ohio State (EEUU), recibió una señal del radiotelescopio de Delaware. Al ver la transcripcción de la señal, Ehman escribió al lado la palabra 'wow1'. 28 años después, nadie ha conseguido dar una explicación a qué o quién emitió dicha señal. 

La radiación provenía de la dirección de Sagitario, y de un ámbito de frecuencias de unos 1420 megahertzios. Estas frecuencias forman parte del espectro de radio en el que todo tipo de transmisión está prohibida, por un acuerdo internacional. La estella más cercana en esa dirección está a unos 220 años luz, así que si la señal provenía de allí, la tuvo que causar o bien un acontecimiento astronómico de enorme potencia. ¿O quizá fue una civilización alienígena con un transmisor de gran potencia?


Constantes no tan constantes


En 1997 el astrónomo John Webb y su equipo de la Universidad de Sidney analizaban la luz que llegaba a la tierra procedente de quasars muy lejanos. En su viaje de 1.200 millones de años luz, la luz había atravesado nubes interestelares de materiales como hierro, níquel o cromo, y los investigadores descubrieron que la los átomos habían absorbido parte de los fotones de la luz procedente de los quasars, pero no los que habían esperado. 

Si las observaciones son correctas, la única explicación vagamente razonable es que una constante de la física, llamada la 'fina estructura constante' o 'alpha' cambia de valor cuando pasa a través de estas nubes interestelares. Los científicos siguen investigando.

La fusión fría


En 1989 dos investigadores de la Universidad de Utah (Estados Unidos), Martin Fleischmann y Stanley Pons, desencadenaron la fusión nuclear en una probeta. Sostenían que era posible realizar procesos de "fusión fría" usando como catalizador un bloque metálico de paladio. En los siguientes 10 años, fueron miles los científicos que trataron de volver a lograr los mismos resultados, aunque sin éxito. Todavía hoy sigue la polémica, aunque son muchos los que sostienen que los resultados de Fleischmann y Pons fueron fruto de un error experimental. 



A un paso de resolver uno de los misterios de la ciencia: la antimateria

Científicos europeos han informado de la creación y captura de átomos de antihidrógeno en una nueva trampa magnética que según dijeron los pone en camino de resolver uno de los mayores misterios de la ciencia: la composición de la antimateria.

La antimateria tiene un gran interés fuera de la comunidad científica internacional porque a menudo ha sido citada como una potencial fuente de energía ilimitada y casi gratuita. El anuncio del centro de investigación de partículas europeo, CERN, se produjo tres semanas después de que otro de los tres equipos que trabajan separadamente en el tema dijera que había creado y atrapado los evasivos átomos por primera vez.
"Con estos métodos alternativos para producir y finalmente estudiar el antihidrógeno, la antimateria no podrá seguir escondiendo sus propiedades durante mucho más tiempo", dijo Yasunori Yamazaki, del equipo que logró el último avance. Los científicos creen que, tras la explosión del Big Bang, hace 13.700 millones de años, apareció la misma cantidad de antimateria o materia neutral que de materia convencional, la sustancia de todo lo visible en el universo, incluyendo la vida en la tierra.

Tema recurrente en la ciencia ficción, la antimateria fue descubierta recién por el físico estadounidense David Anderson en 1932.

Al momento del último anuncio, los ingenieros del CERN estaban cerrando el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por su sigla en inglés), el mayor acelerador de partículas del mundo, para un receso de dos meses luego de ocho meses de avances científicos en la investigación sobre los orígenes del universo.

El director general del centro, Rolf Heuer, dijo a Reuters que los nuevos descubrimientos se estaban dando con tanta velocidad que probablemente la fase inicial de las operaciones del LHC se extiendan hasta fines del 2012, un año más de lo previsto.


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