miércoles, 25 de julio de 2012

Viaje a través de un agujero negro (y II)

(Este artículo es continuación de Viaje a través de un agujero negro (I). Te recomiendo que lo leas primero).

Para entrar en un agujero negro, hace falta alcanzar su horizonte de sucesos1, el límite más allá del cual nada puede escapar. Cuanto más masivo es el agujero negro, mayor es el radio de este horizonte. Los agujeros negros más comunes, que pesan una media de diez veces más que el Sol, tienen fronteras que se extienden más de 60 km. Pero la mayoría de las galaxias tienen agujeros negros supermasivos en sus centros, que pesan millones de veces lo que el Sol y tienen fronteras que se prolongan millones de kilómetros.

Según nos aproximamos al horizonte, no notaríamos nada especial, pero un observador desde el exterior nos vería ir cada vez más lento y le parecería que nunca llegamos a atravesar el horizonte de sucesos. Además, nos vería con un aspecto cada vez más tenue, porque la luz que emitiríamos en el horizonte necesita mucho tiempo para llegar al observador, desplazándose hacia el rojo1.

Muchos piensan que nos veríamos envueltos en oscuridad una vez atravesado el horizonte, pero no es cierto. Veríamos el universo exterior de forma distorsionada, pero no desaparecería. Es entonces cuando empezaríamos a caer más rápido que la velocidad de la luz hacia el centro del agujero negro2. Los efectos de la enorme gravedad darían lugar a lo que algunos llaman "espaguetización": la gravedad en los pies es mayor que en la cabeza (si caemos con los pies por delante), con lo que nos alargaríamos verticalmente, a la vez que nos espachurraríamos horizontalmente.

La misma fuerza que nos estaría destrozando concentraría la visión del universo en una banda delgada alrededor de la cintura. Haría que la escena por encima y por debajo de nosotros se desplazara hacia el rojo (más tenue) y la luz alrededor de nuestra cintura se vería desplazada hacia el azul (más brillante). 

Además, para poder distinguir las distancias dentro de un agujero negro, necesitaríamos tres ojos, ya que el espacio-tiempo estaría altamente curvado y nuestra visión binocular se confundiría. Incluso un tercer ojo no sería suficiente para ver el centro del agujero negro, debido a que toda la luz se dirige hacia la singularidad y nada hacia fuera de él; esto haría que el espacio y el tiempo tal como los conocemos dejasen de existir.

De todos modos, nos recuerda Jeff McClintock3 que un viaje así sólo es posible de forma teórica. El agujero negro más cercano que conocen los astrónomos está a unos 3000 años luz, lo cual es una distancia muy segura, por si alguien se preocupa de que la Tierra pudiera ser tragada por un agujero negro. E incluso si el Sol (a unos 8 minutos luz de la Tierra) fuera reemplazado por un agujero negro de la misma masa, los planetas seguirían girando igual; lo único que cambiaría es que no habría ni luz ni calor. El agujero negro no trataría de tragarnos más de lo que lo hace el Sol. Sólo pasan todas estas cosas extrañas cuando nos acercamos muchísimo.

(Para ver un vídeo donde se aprecia el resultado de la simulación, haz clic aquí.)
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Fuente (del artículo y del vídeo):
http://edition.cnn.com/2009/TECH/space/04/27/falling.into.black.hole/index.html#

1. V. diccionario.
2. Dicho centro se conoce como una singularidad, donde la curvatura del espacio-tiempo tiende a infinito, así como las fuerzas de marea debidas a la gravedad.
3. Astrofísico del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (Cambridge, Massachusetts).




miércoles, 18 de julio de 2012

Viaje a través de un agujero negro (I)

Como dice el astrofísico Andrew Hamilton1 en su página web, "Si caes en un agujero negro, morirás. No atravesarás un agujero de gusano hacia otro tiempo y espacio". Pero, ¿y si sí? Aunque eso es materia para otro artículo. Hoy nos centraremos en qué pasaría si cayéramos en un agujero negro del tipo más simple: un agujero negro de Schwarzschild.

En realidad, los seres humanos sólo se han acercado a un agujero negro en los libros y películas de ciencia ficción. Los astrónomos ni siquiera los han visto directamente, aunque hay una gran evidencia de que existen millones sólo en nuestra galaxia.

No obstante, los científicos pueden intentar simular un viaje hacia el interior de uno de ellos con la ayuda de las ecuaciones de la teoría de la relatividad general de Einstein, que hace predicciones sobre el comportamiento de los agujeros negros. Andrew Hamilton dice que, a pesar de lo complicado de las matemáticas que los describen, los agujeros negros son de lo más simple.

Los agujeros negros se forman cuando estrellas enormes se quedan sin combustible nuclear e implosionan, lo que da lugar a tal compresión y densidad que ni siquiera la luz puede escapar de su gravedad. A Hamilton le gusta describirlos como lugares donde el espacio cae más rápido que la luz. Serían como cascadas, pero en lugar de agua, lo que caería sería el espacio. Incluso la luz, intentando salir fuera del agujero negro, se vería arrastrada hacia el interior, como haciendo el moonwalk de Michael Jackson.

Hamilton y Gavin Polhemus, un profesor de física de Fort Collins (Colorado), decidieron tratar de visualizar lo que se vería si nos adentráramos en el agujero negro supermasivo que se encuentra en el centro de la Vía Láctea. Y, con ayuda de un complicado programa de ordenador que ellos crearon, hicieron un vídeo bastante ilustrativo.

No te pierdas la descripción del viaje en el próximo artículo.
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Fuente:
http://edition.cnn.com/2009/TECH/space/04/27/falling.into.black.hole/index.html#

1. De la Universidad de Colorado en Boulder.

miércoles, 11 de julio de 2012

Darwinius masillae, ¿el eslabón perdido?

Acabo de ver una noticia del 2009, pero me ha parecido interesante. Se trata del descubrimiento de un fósil prácticamente intacto* de un primate de 47 millones de años al que algunos quisieran dotar del sobrenombre del eslabón perdido entre los humanos y los simios. Tal vez, entre los prosimios y los simiformes**.

Oficialmente recibe el nombre de Darwinius masillae, aunque más coloquialmente se le llama Ida. Se trata del fósil de una criatura parecida a un lémur con pulgares oponibles como los humanos y uñas en lugar de garras. Es una hembra joven del tamaño de un gato (puede verse en el vídeo) y sus patas traseras muestran cambios evolutivos similares a los que llevaron a los primates a la bipedación**. ¿Será finalmente cierta la teoría de Darwin?

En 1983, un grupo de cazadores de fósiles aficionados descubrió los restos dentro de un cráter de más de un kilómetro de ancho a las afueras de Fráncfort. Se trata de una caldera volcánica donde murieron numerosos animales de la época del Eoceno y sus restos se conservaron muy bien. Aunque el sitio ha sido una fuente abundante de otros fósiles, los inexpertos arqueólogos no se dieron cuenta del valor de su hallazgo.

Años más tarde, la Universidad de Oslo compró el fósil y Jørn Hurum lo estudió en secreto durante dos años. Un colega suyo, Jens Franzen, dijo que podría ser más una "tía" que una "abuela" nuestra, pues algunos aspectos de los dientes parecen indicar que no es un ancestro directo.

Lo curioso del caso es toda la campaña publicitaria que se organizó en torno a la presentación del hallazgo, inusual en los descubrimientos científicos. Se creó un sitio web, se publicó un libro y se hizo un documental, todo prácticamente al mismo tiempo que la conferencia de prensa y la publicación del artículo relativo al fósil.

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Fuentes:
http://articles.nydailynews.com/2009-05-19/news/17922526_1_human-evolution-missing-link-jorn-hurum#ixzz1wL6Jr0pF
http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8057465.stm

* Se conservaban huellas de la piel y de los tejidos blandos, incluyendo la presencia de alimento en su estómago.
** V. diccionario.



miércoles, 4 de julio de 2012

La temperatura más alta

En el Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL por sus siglas en inglés), un grupo de físicos han hecho colisionar iones de oro para producir un plasma de quarks y gluones como el que existía en los primeros instantes después del big bang que dio origen al universo. Y en el proceso, han producido la temperatura más alta generada por el hombre: 4 billones de grados centígrados, aproximadamente 250 000 veces la temperatura del interior del Sol.

Los quarks son partículas elementales, componentes de otras partículas subatómicas, como el protón y el neutrón, y que no aparecen de forma aislada. La fuerza que los mantiene unidos* proviene del intercambio de gluones, que son bosones de masa nula.

En las primeras diezmillonésimas de segundo después del big bang, el universo consistía en lo que ahora se conoce como plasma de quarks y gluones, pero en seguida se condensó en la materia que ahora conocemos.

Los científicos han estado intentando recrear las condiciones del big bang para poder comprender mejor cómo se originó el universo. Para ello, en Brookhaven tienen un gran acelerador de partículas, el Acelerador Relativista de Iones Pesados  (RHIC por sus siglas en inglés), que consiste en un anillo de 3,8 km de circunferencia en el que los iones pueden ser acelerados a velocidades cercanas a la de la luz.

Particles collidingEn un experimento llamado PHENIX, se aceleran iones de oro en ambos sentidos del interior del anillo para acabar haciéndolos colisionar en una de las seis cámaras experimentales del acelerador. El equipo pudo así observar brevemente la formación del plasma de quarks y gluones, un fluido prácticamente carente de rozamiento con una temperatura de 4 billones de grados centígrados.

No obstante, el récord no va a durar mucho. Los físicos del Gran Colisionador de Hadrones, en Europa, han producido un plasma con una densidad de energía tres veces mayor que la generada en RHIC, lo que equivaldría a un 30% más de temperatura.
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Fuente:
http://www.latimes.com/news/science/sciencenow/la-sci-sn-highest-temperature-20120627,0,6805428.story

* Llamada interacción (nuclear) fuerte.
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