miércoles, 3 de diciembre de 2014

Agujero negro

Un agujero negro u hoyo negro es una región finita del espacio-tiempo provocada por una gran concentración de masa en su interior, con enorme aumento de la densidad, lo que provoca un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera los fotones de luz, puede escapar de dicha región.

La curvatura del espacio-tiempo o «gravedad de un agujero negro» provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es debido a la gran cantidad de energía del objeto celeste. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del Universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo la luz. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio. En los años 70, Hawking, Ellis y Penrose demostraron varios teoremas importantes sobre la ocurrencia y geometría de los agujeros negros. Previamente, en 1963, Roy Kerr había demostrado que en un espacio-tiempo de cuatro dimensiones todos los agujeros negros debían tener una geometría cuasi-esférica determinada por tres parámetros: su masa M, su carga eléctrica total e y su momento angular L.

Se cree que en el centro de la mayoría de las galaxias, entre ellas la Vía Láctea, hay agujeros negros supermasivos. La existencia de agujeros negros está apoyada en observaciones astronómicas, en especial a través de la emisión de rayos X por estrellas binarias y galaxias activas.
El origen de los agujeros negros es planteado por el astrofísico Stephen Hawking en su libro de 1988 titulado en español Historia del tiempo: del Big Bang a los agujeros negros donde explica el proceso que da origen a la formación de los agujeros negros.

Dicho proceso comienza posteriormente a la muerte de una gigante roja (estrella de gran masa); llámese muerte a la extinción total de su energía. Tras varios miles de millones de años de vida, la fuerza gravitatoria de dicha estrella comienza a ejercer fuerza sobre si misma originando una masa concentrada en un pequeño volumen, convirtiéndose en una enana blanca. En este punto dicho proceso puede proseguir hasta el colapso de dicho astro por la autoatracción gravitatoria que termina por convertir a esta enana blanca en un agujero negro.


Este proceso acaba por reunir una fuerza de atracción tan fuerte que atrapa hasta la luz en éste.
El concepto de un cuerpo tan denso que ni la luz pudiese escapar de él, fue descrito en un artículo enviado en 1783 a la Royal Society por un geólogo inglés llamado John Michell. Por aquel entonces la teoría de Newton de gravitación y el concepto de velocidad de escape eran muy conocidas. Michell calculó que un cuerpo con un radio 500 veces el del Sol y la misma densidad, tendría, en su superficie, una velocidad de escape igual a la de la luz y sería invisible.

En 1915, Einstein desarrolló la Relatividad General y demostró que la luz era influenciada por la interacción gravitatoria. Unos meses después, Karl Schwarzschild encontró una solución a las ecuaciones de Einstein, donde un cuerpo pesado absorbería la luz. Se sabe ahora que el radio de Schwarzschild es el radio del horizonte de sucesos de un agujero negro que no gira, pero esto no era bien entendido en aquel entonces. El propio Schwarzschild pensó que no era más que una solución matemática, no física. En 1930, Subrahmanyan Chandrasekhar demostró que un cuerpo con una masa crítica, (ahora conocida como límite de Chandrasekhar) y que no emitiese radiación, colapsaría por su propia gravedad porque no había nada que se conociera que pudiera frenarla (para dicha masa la fuerza de atracción gravitatoria sería mayor que la proporcionada por el principio de exclusión de Pauli). Sin embargo, Eddington se opuso a la idea de que la estrella alcanzaría un tamaño nulo, lo que implicaría una singularidad desnuda de materia, y que debería haber algo que inevitablemente pusiera freno al colapso, línea adoptada por la mayoría de los científicos.


En 1967, Stephen Hawking y Roger Penrose probaron que los agujeros negros son soluciones a las ecuaciones de Einstein y que en determinados casos no se podía impedir que se crease un agujero negro a partir de un colapso. La idea de agujero negro tomó fuerza con los avances científicos y experimentales que llevaron al descubrimiento de los púlsares. Poco después, en 1969, John Wheeler acuñó el término "agujero negro" durante una reunión de cosmólogos en Nueva York, para designar lo que anteriormente se llamó "estrella en colapso gravitatorio completo".

jueves, 9 de enero de 2014

La 'Verdad' y la Teoria del Conocimiento

Lo que creemos y lo que decimos conocer no son más que construcciones humanas de la Mente Genérica (lo que oficialmente todos deben considerar cierto). Esa 'mente generica' se va modificando con los nuevos descubrimientos.
Con la modificación de la 'mente generica' se modifican nuestras actitudes y propósitos.

Es por esta razón que se habla de un Cambio Mental de nivel, de la 3Dimensión a la 4 Dimensión.

Teoria de la Gravedad Modificada, que difiere de la de Newton y Einstein

Investigadores europeos creen que la inevitable futura colisión entre la Galaxia de la Vía Láctea y la Galaxia de Andrómeda no será la primera. Una impactante teoría que podría cambiar lo que sabemos sobre la historia del Cosmos.

Los científicos saben desde hace ya mucho tiempo que nuestra galaxia, la Vía Láctea, y su vecina más grande, Andrómeda, se atraen irremediablemente y acabarán chocando dentro de unos 3.000.000.000 de años. Sin embargo, un equipo de astrónomos europeos liderado por Hong Sheng Zhao, de la Universidad de St Andrews (Reino Unido), propone una idea muy diferente. Creen que los dos sistemas estelares ya colisionaron una vez antes, hace unos 10.000.000.000 de años, y que nuestra comprensión de la gravedad es básicamente un error. Resulta sorprendente, pero según los autores esto explicaría a la perfección la estructura observada de las dos galaxias y sus satélites, algo que ha sido difícil hasta ahora. Esta impactante propuesta ha sido presentada en la Reunión Nacional de Astronomía RAS que se celebra en St Andrews.
La Vía Láctea, compuesta por cerca de 200.000.000.000 de estrellas, es parte de un grupo de galaxias llamado Grupo Local. Los astrofísicos teorizan que la mayoría de la masa del grupo local esta compuesta por la llamada materia oscura, invisible y enigmática. La mayoría de los cosmólogos cree que a través de todo el Universo, este tipo de materia supera a la materia «normal», la que podemos ver y de la que están compuestas todas las cosas que conocemos, incluidos nosotros, en un factor de cinco. La materia oscura, tanto en Andrómeda como en la Vía Láctea, hace que la atracción gravitacional entre las dos galaxias sea lo suficientemente fuerte como para superar la expansión del Cosmos, por lo que ahora se mueven la una hacia la otra a unos 100 km/seg, rumbo a una colisión que ocurrirá dentro de 3.000.000.000 de años.
Esta teoría se basa en el modelo convencional de gravedad ideado por Newton y modificado por Einstein hace un siglo, e intenta explicar algunas propiedades de las galaxias que vemos a nuestro alrededor. Zhao y su equipo sostienen que en la actualidad la única forma de predecir con éxito la fuerza gravitacional total de una galaxia o de un pequeño grupo de galaxias, antes de medir el movimiento de las estrellas y el gas en los mismos, es hacer uso de un modelo propuesto por primera vez por el profesor Mordehai Milgrom, del Instituto Weizmann en Israel, en 1983.
Esta teoría de la gravedad modificada (Dinámica Newtoniana Modificada) describe cómo la gravedad se comporta de manera diferente en las escalas más grandes, divergiendo de las predicciones hechas por Newton y Einstein.
Zhao y sus colegas han utilizado esta teoría por primera vez para calcular el movimiento de las galaxias del Grupo Local. Su trabajo sugiere que la Vía Láctea y la galaxia Andrómeda tuvieron un encuentro cercano hace unos 10.000 millones de años. Si la gravedad funcionara conforme al modelo convencional, las dos galaxias se habrían fusionado.

La materia oscura, como la miel                                                                                                       «La materia oscura podría funcionar como la miel: en un encuentro cercano, la Vía Láctea y Andrómeda se quedarían atascadas juntas, hablando en sentido figurado», dice Pavel Kroupa, de la Universidad de Bonn, que ha participado en la investigación. «Pero si la teoría de Milgrom es correcta -dice Benoit Famaey, del Observatorio Astronómico de Estrasburgo-, entonces no hay partículas oscuras y las dos grandes galaxias simplemente podrían haber pasado una al lado de la otra robándose la materia entre sí con sus largos brazos».

Nuevas pequeñas galaxias podrían formarse entonces en esos brazos, un proceso que a menudo se observa en el Universo. «La única manera de explicar cómo las dos galaxias podrían acercarse entre sí sin fusionarse es que la materia oscura no esté presente. La evidencia observacional de un encuentro cercano en el pasado apoyaría firmemente la teoría Milgromiana de la gravedad».
Los astrónomos tienen dificultades para explicar la distribución de las galaxias enanas en órbita alrededor de la Vía Láctea y de Andrómeda. Las galaxias enanas se pueden explicar si han nacido a partir del gas y las estrellas arrancadas de las dos galaxias madre durante su encuentro cercano. Para Pavel Kroupa, esto es la evidencia de la colisión. «Teniendo en cuenta la disposición y el movimiento de las galaxias enanas, no puedo encontrar otra explicación», comenta.
En el nuevo modelo, la Vía Láctea y Andrómeda todavía van a chocar contra otra vez en unos pocos miles de millones de años, pero ya no será un espectáculo de estreno. Y el equipo cree que su descubrimiento tiene profundas consecuencias en nuestra comprensión actual del Universo. «Si estamos en lo cierto, la historia del cosmos tendrá que ser reescrita desde cero», asegura Pavel Kroupa.
¿Chocó nuestra galaxia con Andrómeda hace 10.000 millones de años?

Diagrama que muestra cómo chocó la Vía Láctea con Andrómeda hace 10.000 millones de años
Fabian Lueghausen / Universidad de Bonn

viernes, 12 de julio de 2013

El Sol avanza


Interpretación de esta imagen:

Desde nuestro particular punto de vista, considerando la aparente quietud de nuestra situación existencial 
-no movimiento- de la Tierra tomada desde su superficie, el Sol se desplazaría a una velocidad de 2.150 Kms/seg, sin duda una velocidad inimaginable de 7.740.000 Km/h. 
Entonces, todas sus llamaradas y emisiones, consideradas por nosotros como "El Viento Solar", de hecho serían desplazadas hacia atrás, cubriendo a los planetas y cuerpos celestes que le hacen el cortejo. Si bien se dice que estos cuerpos -con la Tierra incluida- rotan alrededor del Sol, esto no es verdad; si bien describen una órbita elíptica, nunca pasan delante del Sol.

Otra causa de la cola pueden ser las terribles emisiones de rayos cósmicos, provenientes del centro galáctico.

sábado, 3 de noviembre de 2012

Globo de gas caliente

La galaxia está rodeada de un enorme halo que se extiende en todas direcciones formando un «globo» de varios cientos de miles de años luz de diámetro.
Con un tamaño estimado en 100.000 años-luz de extensión, la Vía Láctea posee unos 150.000 millones de estrellas, tiene un espesor de 10.000 años-luz y su región central, el bulbo galáctico, posee un tamaño de 16.000 años-luz.

Un equipo de astrónomos a los mandos del telescopio de rayos X Chandra, de la NASA, descubrieron un enorme globo de gas ardiente que se extiende en todas direcciones por varios cientos de miles de años luz de diámetro.

La masa total del gigantesco halo, dicen los investigadores, es comparable a la de la suma de todas las estrellas que hay en la galaxia. Si estos datos se confirman, podrían resolver el "misterio de los bariones perdidos", un problema que lleva más de una década atormentando a astrónomos de todo el mundo. El estudio se ha publicado en The Astrophysical Journal.

Los bariones son las partículas (como protones y neutrones) que constituyen los "ladrillos" de la materia sólida. De hecho, el 99,9 % de la masa de los átomos que hay en el Universo está compuesta de bariones. Los datos obtenidos de halos de gas y de galaxias extremadamente lejanas indican que la "materia bariónica" presente en la juventud del Universo representaba cerca de 1/6 de la masa de la detectada, pero nunca observada, materia oscura. Sin embargo, en el presente, y más de 10.000 millones de años después, el "censo" de los bariones presentes en las estrellas y el halo de nuestra galaxia (y de las galaxias más próximas) muestra apenas la mitad de los que debería haber.

Ahora, un equipo de cinco investigadores, usando de forma combinada el telescopio norteamericano Chandra, el europeo XMM-Newton y el japonés Suzaku, han logrado determinar los la temperatura, la extensión y la masa de este infernal halo de gas. Así, los científicos han determinado que la temperatura del halo oscila entre los 100.000 y los 250.000° C, varios cientos de veces más caliente que la superficie del Sol.

Otros estudios han mostrado que la Vía Láctea, igual que otras galaxias, está literalmente encerrada en bolsas de gas caliente, con temperaturas que oscilan entre los 10.000 y los 100.000 °. Pero la nueva investigación demuestra que el halo de gas ardliente que envuelve la Vía Láctea es mucho más grande y masivo que la bolsa cálida que la rodea. "Sabemos que el gas está alrededor de la galaxia -afirma Anjali Gupta, el primer firmante del estudio- , y sabemos cómo está de caliente. Ahora, la cuestión principal es: ¿Cómo de grande es el halo? ¿Y cómo de masivo?"

Una masa enorme

Para empezar a buscar respuestas, los astrónomos complementaron los datos de Chandra con los del XMM Newton y el Suzaku. Y concluyeron que la masa del gas es realmente enorme, y oscila entre la de 10.000 y 60.000 millones de soles, quizá incluso más aún. "Nuestro trabajo -afirma por su parte Smita Mathur, coautor del estudio- muestra que, asignando valores razonables a cada parámetro, las observaciones del Chandra implican la existencia de una enorme reserva de gas caliente alrededor de la Vía Láctea. Una reserva que se extiende como mínimo hasta varios cientos de miles de años luz pero que podría llegar incluso a rodear todo nuestro grupo local de galaxias."

La estimación de la masa depende de factores como la cantidad de oxígeno en relación al hidrógeno, que es el elemento dominante en el halo de gas. No obstante, y a pesar de ser solo una estimación, los datos representan un importante paso hacia la solución del caso de los "bariones perdidos", un misterio que atormenta a los astrónomos desde hace más de una década.

Pese a todas las incertidumbres, el trabajo de Gupta y sus colegas constituye la mejor evidencia que tenemos de que los "bariones perdidos" de la galaxia se ocultan, en realidad en un halo de gas ardiente que envuelve toda la Vía Láctea. La densidad estimada del halo es tan baja que otros halos sililares alrededor de otras galaxias han pasado, hasta ahora, inadvertidos.



martes, 30 de octubre de 2012

Otro planeta de diamantes, cinco veces mayor que la Tierra

Astrónomos australianos encontraron cerca de un púlsar un objeto cósmico de una masa similar a la del planeta Júpiter que, según su opinión, está formado por carbono cristalino superdenso, por lo que podría tratarse de una especie de diamante de tamaño planetario.
Los púlsares son estrellas de neutrones, los restos de las supernovas que han estallado, que emiten radiación periódica. Normalmente los púlsares rotan muy rápidamente y poco a poco disminuyen la velocidad de rotación, сreando la radiación con el consumo de esa energía. Pero en un sistema de dos estrellas un púlsar puede acelerarse de nuevo, al alimentarse de su astro vecino.
    
Pulsar
El púlsar PSR J1719-1438 se encuentra en la constelación de Serpiente - Ofiuco, a 4.000 años luz de la Tierra.
    
Fue encontrado con la ayuda del radiotelescopio australiano CSIRO Parkes. El periodo de rotación del objeto es de 5,7 milisegundos y es 1,4 veces más pesado que el Sol, aunque su diámetro es de solo 20 kilómetros.
El estudio del astro reveló que el púlsar forma parte de un sistema doble, con una distancia entre las dos estrellas de unos 600.000 kilómetros. Los investigadores de la Universidad de Tecnología de Swinburne, Australia, dedujeron que el segundo objeto en el sistema lo forman, probablemente, los restos del núcleo muerto de aquella estrella que sirvió para reactivar al púlsar, y está compuesto por helio y elementos más pesados, como carbón.
Al mismo tiempo, el diámetro del cuerpo es de 55.000 kilómetros, menos de la mitad del de Júpiter. La alta concentración del oxígeno y el carbono, así como su alta densidad, podrían indicar que la enana probablemente está cubierta por carbón cristalizado, según opinan los especialistas. No se sabe todavía en qué estado alotrópico se encuentra el carbono, pero es posible que se trate de diamante.