La Cultura Científica vista pels alumnes de 4t d'ESO
domingo, 19 de noviembre de 2017
¿VIAJE POR EL HIPERESPACIO?
El hiperespacio es un termino complejo al carecer de estudios y conocimientos para poder llegar a tener una visión clara de este femomenocuatridimensional. En el hipotético caso de poder viajar por el, sufriríamos consecuencias como el delefecto Doppler, y cambios de frecuencia electro magnética. Esto causaria que pudiésemos experimentar un disco brillante en nuestro campo de visión y una desaceleración de la nave en la que se viajase.
En este vídeo vamos a tratar como el Sol engullirá a la Tierra, y por qué este proceso ocurrirá. Hablaremos del ciclo de las estrellas, o en este caso el de nuestro sol. También resolvemos dudas sobre las preguntas que os podáis hacer al final del vídeo. Esperamos que os guste.
Este año
el premio nobel de Física ha sido otorgado a los científicos que detectaron por
primera vez las ondas gravitacionales en el laboratorio estadounidense
LIGO. Son ondulación de la energía que distorsionan la estructura
del tiempo y el espacio. Son comparables con las ondas que se producen en un
estanco y son capaces de cambiar la distancia entre algunos planetas. Las
podemos escuchar en forma de leves pitidos y nos ayudan a entender que está
pasando en otros lugares del universo. Vienen de explosiones
estelares en supernovas o de la fusión o choque de agujeros negros.
Estos investigadores han sido:
Rainer Weiss, Ronald Drever y Kip Thorne.
Se trataba de la única parte de la Teoría de la Relatividad de Einstein que quedaba por demostrar y su detección, dicen los científicos, abrió una nueva era en la astronomía.
Albert
Einstein predijo su existencia y cien años después se ha logrado
demostrar que estaba en lo cierto. Lo único en lo que se equivocó el genio
alemán fue en pensar que su existencia nunca podría ser comprobada por la
ciencia.
El genio alemán las predijo en 1916 basándose en la Teoría General de la Relatividad. Esta explica que hay objetos que convierten su masa
en energía y la desprenden en forma de ondas que viajan a la velocidad de la
luz y deforman el espacio y el tiempo.
Sin
embargo, la teoría de la Relatividad es muy compleja. Es tan compleja que
algunos historiadores confirman que un periodista le pidió a Einstein que le
explicara, de forma que todo el mundo pudiera entenderla, la Teoría de la
Relatividad. "¿Sabe usted explicarme cómo se fríe un huevo?",
contestó el genio alemán. "Por supuesto", dijo el periodista.
"Pues ahora explíquemelo partiendo de la base de que yo no sé lo que es
una sartén ni el aceite ni el fuego...".
Las ondas
gravitacionales ya han sido detectadas un par de veces. La primera detección
se produjo el 14 de septiembre de 2015y a partir de ahí se produjeron tres
más. La primera señal venía de una fusión entre dos agujeros negros
cuya masa es entre 29 y 36 veces mayor a la del Sol que sucedió hace 1300
millones de años. Los dos agujeros negros se fundieron liberando energía
equivalente a tres masas solares. Esta energía salió liberada en forma de ondas
gravitacionales en una fracción de segundo.
Además, hay nuevos proyectos como LISA. Su
función es la detección de las ondas gravitacionales pero desde el espacio. El
lanzamiento de esta misión es en 2034 pero, los científicos encargados han
afirmado que se podría adelantar porque han empezado antes de lo previsto. La
detección de las ondas gravitacionales mediante el LIGO y luego LISA ha abierto
una nueva era en la astronomía que va a facilitar y ayudar a comprender muchas
teorías y principios entre ellos, el comportamiento de la materia oscura.
En el siguiente vídeo vamos a poder entender de una manera más fácil y a modo de resumen las ondas gravitacionales.
La gravedad ha sido un tema seductor durante toda la historia. Esto ha hecho que se hayan propuesto y estudiado diversas teorías sobre ella. Con el paso del tiempo han sido modificadas por una gran variedad de filósofos, físicos y matemáticos, llegando así a la actual teoría de la gravedad emergente.
La gravedad es un fenómeno natural por el cual los objetos con masason atraídos entre sí, también se trata de la fuerza de atracción de los cuerpos en razón de su masa. Es una de las cuatro interacciones fundamentales(fuerzas nucleares, electromagnéticas, débiles y de gravedad) que origina la aceleración que experimenta un cuerpo físico en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina interacción gravitatoria o gravitación. El primer nombre que recibió esta fuerza fue Gravitas.
Aristóteles (s. IV a.c.) desarrolló su teoría sobre la relación existente entre las causas y los efectos de esas causas. Sin embargo su teoría contenía algunos fallos, como creer que existía una gravedad distinta según la masa del cuerpo. Aún así su teoría se mantuvo 20 siglos.
En 1867Sir Isaac Newton fue quien propuso la ley de gravitación universal o teoría de la gravedad. Newton afirmó que los objetos se atraen de acuerdo a su masa y la distancia entre sus centros: si la distancia aumenta, la fuerza disminuye, y si la masa aumenta, la fuerza es más intensa. Puesto que esta teoría era aplicable a objetos de la Tierra, una vez se quiso generalizar ( para agujeros negros ) no era cierto.
Einsteinpredijo en 1915 otra teoría distinta a la de Newton en la que se explicaba que la masa y el espacio trabajan juntos. En el que el espacio cede el camino por el que debe pasar la materia. Ésta dirige ese camino cambiando el espacio mediante un campo de fuerza intenso.
A continuación un video explicativo sobre las diferencias de las teorías gravitacionales de Newton y Einstein:
El profesor Erik Verlinde publicó en 2016 quelaGravedad Emergentepodría explicar el movimiento de las estrellas dentro de las galaxiassin la necesidad de incluir laexistencia de la materia oscura.
Verlinde defiende que su nueva teoría de la gravedad predice con precisión las velocidades a las que giran las estrellas alrededor de la Vía Láctea, así como el movimiento de otras estrellas en el interior de otras galaxias.
También se tienen evidencias de que esta nueva visión de la gravedad realmente coincide con las observaciones y que a grandes escalas, parece que la gravedad no se comporta exactamente como predecía la teoría de Einstein.
Uno de los ingredientes de la teoría de Verlinde es una adaptación de "principio holográfico". Sin embargo, Verlinde señala ahora que esa idea no es del todo correcta, pues parte de la información de nuestro Universo está contenida en el propio espacio.
El físico investigó los efectos de esa información adicional en la materia visible y llegó a la conclusión de que mientras la gravedad pueda ser recopilada usando la información de la esfera imaginaria que rodea el Universo, el resultado de la información adicional de la masa del espacio coincidirá con la que hasta ahora se atribuía a la materia oscura.
En el siguiente video de Erik Verlinde, él mismo explica la gravedad emergente.
A modo de conclusión la gravedad ha sido foco de investigación para los científicos durante toda la historia. Éstos han ido creando teorías y modificandolas hasta la actualidad. Donde físicos teóricos estántrabajando y podrían estar cerca de una revolución científica que cambiará nuestra visión sobre la naturaleza del espacio, el tiempo y la gravedad.
El hombre siempre ha querido entender el origen del Universo. Primero lo explicó con la teoría geocéntrica, después lo hizo con el Modelo Estándar, que postula un conjunto de partículas con distintas propiedades. El intento más famoso por obtener esa “teoría del todo” se denomina Teoría de Cuerdas.
La idea de la Teoría de Cuerdas era sencilla: las partículas elementales no son puntuables sino que se componen de minúsculas cuerdas que vibran. Los diferentes modos de vibración dan lugar a las partículas conocidas, y explican propiedades como su masa o su carga eléctrica. Pero aparecieron problemas:
El primero fue que la teoría inicial requería la existencia de un espacio multidimensional, y nuestro Universo solo tiene cuatro dimensiones. En los años veinte se postuló la existencia de 26 dimensiones.
El segundo fue que solo funcionaba para unos tipos de partículas; los bosones; los fermiones ( entre los que se incluyen los quarks, electrones y otras partículas interesantes) se quedaban fuera. Para arreglar este fallo, los teóricos de cuerdas postularon un fenómeno llamado supersimetría, que decía que cada fermión de la naturaleza está asociado a un bosón. A partir de eso la teoría de cuerdas pasó a llamarse teoría de supercuerdas. El número de dimensiones se redujo de 26 a 10.
Con la Teoría de Supercuerdas surgió un problema: la aparición de toda una familia de partículas supersimétricas que nunca había sido observadas. En la actualidad seguimos buscándolas.
Mientras se buscaban pruebas experimentales, los teóricos de cuerdas continuaron su trabajo y la teoría se siguió complicando.
Aparecieron cinco grandes teorías de cuerda: Tipo I, Tipo II, Tipo IIB, heterótica SO(32), heterótica E8xE8, empezaron a enfrentarse unas a otras por el título de Teoría del Todo. Apareció, también, la Teoría M, en la que hay 7 dimensiones nuevas. Se quiere saber de cuántas formas se pueden enrollar estas dimensiones, unas respecto a otras, para obtener una línea unidimensional.
El supuesto descubrimiento del primer eco del Big Bang debe quedar “ en suspense” hasta que haya datos nuevos. Y así es como lo explica a Materia desde la misión europea Plank , que hicieron la medición más precisa . Esas mediciones eran muy importantes para saber si las supuestas primeras señales del Big Bang (fue en marzo por un equipo de EEUU) Si eran ciertas o solo un falso positivo generado por polvo galáctico.Big Bangeco
Planck publicó el 22 de octubre de 2014 que el equipo del descubrimiento “subestimó la cantidad de polvo y en realidad“ toda su señal puede deberse al polvo .
En el primer análisis usaron datos sobre el polvo con poco fundamento , Planck muestra que subestimaron el polvo el descubrimiento podría quedar en nada .
Los nuevos datos de la misión europea se han publicado en arvix.org y Astronomy and Astropphyscis.
La importancia de esa señal es inmensa. Sería la confirmación de la teoría de la inflación cósmica , una pieza clave para explicar cómo, hace 13.700 millones de años, surgió un universo como el que conocemos, instantes después del Big Bang y gracias a una expansión descomunal en la que su tamaño se multiplicó millones de veces.Es la teoría más aceptadainflación cósmica
El problema es que el “descubrimiento” fue anunciado a bombo y platillo y que puede quedar sin validez tras la revisión . Los físicos miden un descubrimiento en función de su confianza estadística . El nuevo análisis que llevaron a cabo puede reducir significativamente ese nivel de confianza hasta el unto de que dejaría de considerarse un “descubrimiento”.
Según explica la investigadora del Centro de la NASA en California, Mary Beth Wilhelm a la BBC es la primera vez que hay evidencia de agua líquida en la superficie de Marte.
Los análisis determinaron que la superficie del planeta Marte y su larga historia (que daba más de tres millones de años en la superficie) tan solo fué expuesta a la presencia de agua líquida en la superficie, durante un máximo aproximado de cinco mil años desde su antiquísima formación. Algunas pruebas recogidas por el robot Curiosity fueron que en el interior de cráter Gale que muestran piedras cementadas, en una capa de roca conglomerada. La forma redondeada de los afloramientos da evidencia que las piedras fueron transportadas largas distancias y por el tamaño y el modo del desplazamiento se puede descartar que fuera por acción del viento. Entre algunas razones por las que no puede haber vida en Marte en la actualidad sería por la gravedad, temperatura y la atmósfera.
Significa que la vida no habría tenido el tiempo suficiente como para formarse en la suerficie. En la actualidad el agua en estado líquido no podría existir por la baja presion de la atmósfera, que es menos del 1% de la Tierra, excepto en las superficies más bajas en periódos cortos.
Otras teorías: El hallazgo de agua en Marte es un espejismo
Se ha descubierto un nuevo sistema solar con siete exoplanetas, 6 de ellos pueden ser habitables y tres de ellos podrían tener océanos.
Este podria ser nuestro próximo hogar en el cosmos.
Este sistema se encuentra en la constelación Acuario, a unos 39 años luz de la Tierra y su estrella es una enana roja ultrafría llamada Trappist-1.
Los seis planetas más cercanos a la estrella son rocosos y su tamaño es parecido al de la Tierra y la temperatura en ellos oscila entre los 0 y los 100 grados celsius.
Tras este descubrimiento en 2016, la NASA enfocó el telescopio Spitzer hacia el Trappist-1 y estudiando este sistema se descubrió que los planetas están tan juntos que se podría viajar de uno a otro con los medios actuales además están sincronizados con la estrella en cuanto a su rotación y traslación.
En 2018 se lanzará a órbita el telescopio espacial James Webb que comprobaría la existencia o no de vida en las superficies de estos planetas, si esto no diera resultados, esperaremos a 2024, cuando se inaugurará el telescopio europeo extremadamente grande que podrá detectar agua en la superficie de los planetas y mandar sondas allí.
Uno de los grandes misterios estelares es lo que sucedió justo después del Big Bang. Las teorías mas aceptadas plantean que cuando el punto infinitamente pequeño y denso del que surgió el universo comenzó a inflarse todo lo que apareció fueenergía. Esa energía se convirtió después en materia y antimateria, dos tipos de partícula idénticos pero con carga eléctrica opuesta. En un inicio, materia y antimateria existían en proporciones similares. Cada vez que uno de esos bloques de materia se tocaba con su opuesto se desintegraba dejando tras de sí un rastro de radiación. Si el equilibrio se hubiese mantenido, el cosmos sería muy distinto del que hoy conocemos. Sin embargo, no fue así. El cosmos está compuesto de lo que llamamos materia. Para llegar a esta situación tan conveniente para nosotros, algo debió suceder durante los instantes posteriores a la gran inflación que rompiese el equilibrio de partida. Es lo que en física se llama violación de la simetría de carga y paridad (CP). Uno de los elementos que pudo ser clave en ese desequilibrio es el neutrino.
Neutrinos en oscilación: la pista principal
El trabajo sugiere que los neutrinos podrían comportarse de manera diferente a sus contrapartes de materia, es decir, que los neutrinos y los antineutrinos no oscilan con la misma probabilidad. Los neutrinos existen en tres tipos: electrónico, muónico y tauónico. En su caso, la violación de la simetría se puede medir observando como oscilan o cambian de un tipo a otro. Los investigadores del experimento T2K encontraron que los neutrinos de muón se transformaron en neutrinos electrónicos mas a menudo de lo esperado, mientras que los antineutrinos muónicos se convirtieron en antineutrinos electrónicos con menos frecuencia. Esto propone que los neutrinos estaban violando la simetría, concluyeron los investigadores.
Desequilibrio observado
Se observaron 89 neutrinos electrónicos tras una colisión que se esperaba que produjera aproximadamente 67 neutrinos (si no hubiera violación de la simetría); asimismo, 7 antineutrinos electrónicos cuando se esperaban aproximadamente 9. Aunque el nuevo trabajo se basa en aproximadamente el doble de datos que otros anteriores en la misma línea, la evidencia aún no es definitiva. Como sea, la ciencia empieza a acelerar en el camino hacia la explicación de cómo es que la materia se impone a la antimateria en el universo que habitamos. NOTICIAS: https://nmas1.org/news/2017/08/23/neutrinos-antimateria https://elpais.com/elpais/2017/08/10/ciencia/1502365744_749335.html
En agosto de 2017 el LIGO detectó junto a otros observatorios ondas gravitacionales atravesando la Tierra y un estallido de rayos gammacortos en la misma zona del cosmos. Esta explosión se produjo a unos 130 millones de años luz de la Tierra, la más cercana detectada.
Otras observaciones han confirmado que se dio muy cerca de una galaxia lenticular en la constelación Hidra.Tras este suceso, muchos observatorios comenzaron a estudiar la región del cielo en la que se había producido el estallido.
Los científicos esperan que este fenómeno sea seguido por una kilonova.
La existencia de las kilonovas se postuló hace unos treinta años y esta es la primera observada.
En estos sucesos se da la formación de elementos como el hierro, el cesio y el telurio.
Según los resultados de una investigación con antiprotones se agranda aún más el misterio entre la lucha de la materia y la antimateria en la creación del Universo.
Un gran misterio sobre la “física moderna” es averiguar la razón de porque la antimateria no destruyó el Universo en su formación.
Sabemos que durante el Big Bang se generó igual cantidad de materia que de antimateria. Ambas idénticas, pero con cargas eléctricas opuestas. Para mantener la simetría, la materia y la antimateria al entrar en contacto se destruyen, ya que 1-1=0.
La razón de que estemos aquí, significa que, de alguna forma la materia se impuso sobre la antimateria y formar todo lo que nos rodea. Los físicos suponen que en algún lugar debe haber alguna diferencia más entre ellas, algo tan sutil que aún no han sido capaces de encontrar, para explicar que todo esto haya sido posible.
Para buscar esta diferencia, científicos delCERN, han llevado a cabo la medida más precisa del momento magnético de un antiprotón, número que mide cómo reacciona una partícula ante una fuerza magnética; y han encontrado que es exactamente como la del protón. Este hecho hace que se aumente más el misterio.
Un físico del CERN en el experimento BASE (Baryon-Antibaryon Symmetry Experiment) llamado Christian Smorra, afirma: “Todas nuestras observaciones han encontrado una simetría completa entre la materia y la antimateria, y por esa razón el Universo no debería de existir” y añade: “debe de haber alguna asimetría en alguna parte que no encontramos entre ellas”.
Ahora todas las esperanzas de encontrar alguna diferencia entre ellas está puesta en un experimento, ALPHA, en el que los científicos estudiarán los efectos de la gravedad en la antimateria.
