el universo

ENERGIA OSCURA La energía oscura es una forma hipotética de materia que estaría presente en todo el espacio, produciendo una presión negativa y que tiende a incrementar la aceleración de la expansión del Universo, resultando en una fuerza gravitacional repulsiva. La existencia de la energía oscura es una de las observaciones recientes en las que el Universo parece estar expandiéndose con una tasa de aceleración positiva. En el modelo estándar de la cosmología, la energía oscura actualmente aporta casi tres cuartas partes de la masa energía total del Universo. El descubrimiento de la energía oscura se produce en 1998 mediante las observaciones de supernovas muy lejanas sugirieron que la expansión del Universo se estaba acelerando. Desde entonces, esta aceleración se ha confirmado mediante varias fuentes independientes: medidas del fondo cósmico de microondas, las lentes gravitacionales, núcleo síntesis primigenia de elementos ligeros y la estructura a gran escala del Universo. Las supernovas de este tipo proporcionan la principal prueba directa de la existencia de la energía oscura. Debido a la Ley de Hubble, todas las galaxias lejanas se alejan aparentemente de la Vía Láctea, mostrando un desplazamiento al rojo en el espectro luminoso debido al efecto Doppler. Dos posibles formas de la energía oscura son la constante cosmológica, una densidad de energía constante que llena el espacio en forma homogénea y campos escalares como la quintaesencia: campos dinámicos cuya densidad de energía puede variar en el tiempo y el espacio. De hecho, las contribuciones de los campos escalares que son constantes en el espacio normalmente también se incluyen en la constante cosmológica. Se piensa que la constante cosmológica se origina en la energía del vacío. Los campos escalares que cambian con el espacio son difíciles de distinguir de una constante cosmológica porque los cambios pueden ser extremadamente lentos. Para distinguir entre ambas se necesitan mediciones muy precisas de la expansión del Universo, para ver si la velocidad de expansión cambia con el tiempo. La tasa de expansión está parametrizada por la ecuación de estado. La medición de la ecuación estado de la energía oscura es uno de los mayores retos de investigación actual de la cosmología física. La medición del factor de escala en el momento que la luz fue emitida desde un objeto es obtenida fácilmente midiendo el corrimiento al rojo del objeto en recesión. Este desplazamiento indica la edad de un objeto lejano de forma proporcional, pero no absoluta. El valor que representa esta expansión en la actualidad se denomina Constante de Hubble. Para calcular esta constante se utilizan en cosmología las candelas estándar, que son determinados objetos astronómicos con la misma magnitud absoluta, que es conocida, de tal manera que es posible relacionar el brillo observado, o magnitud aparente, con la distancia. En 1998 varias observaciones de estas supernovas en galaxias muy lejanas (jóvenes) demostraron que la constante de Hubble varía con el tiempo. Hasta ese momento se pensaba que la expansión del Universo se estaba frenando debido a la fuerza gravitatoria; sin embargo, se descubrió que se estaba acelerando, por lo que debía existir algún tipo de fuerza que acelerase el Universo. La naturaleza exacta de la energía oscura es una materia de especulación. Se conoce que es muy homogénea, no muy densa y no se conoce la interacción con ninguna de las fuerzas fundamentales más que la gravedad. La energía oscura sólo puede tener un profundo impacto en el Universo, ocupando el 70% de toda la energía, debido a que por el contrario llena uniformemente el espacio vacío. LA VELOCIDAD DE LA LUZ La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal de valor 299.792.458 m/s (suele aproximarse a 3•108 m/s), la velocidad de la luz fue incluida oficialmente en el Sistema Internacional de Unidades como constante el 21 de octubre de 1983, pasando así el metro a ser una unidad dada en función de esta constante y el tiempo. La velocidad a través de un medio que no sea el "vacío" depende de su permisividad eléctrica y permeabilidad magnética y otras características electromagnéticas. En medios materiales, esta velocidad es inferior a la constante universal y queda codificada en el índice de refracción. En modificaciones del vacío más sutiles, como por ejemplo: poblaciones térmicas o presencia de campos externos, la velocidad de la luz depende de la densidad de energía de ese vacío. La hipótesis de la velocidad de la luz variable es la base de una nueva teoría cosmológica que se basa en la idea de que la velocidad de la luz era mayor en los primeros momentos tras el Big-Bang. Esto implica renunciar al principio de conservación de la energía. Según la teoría, la energía se crea y se destruye mediante el trasvase de energía entre el vacío y la materia. Al pasar la energía desde el vacío a la materia aumenta la velocidad de la luz, y cuando la energía pasa de materia al vacío, la velocidad de la luz disminuye. Esta hipótesis explica las mediciones actuales según las cuales se está acelerando la expansión del Universo, debido a que la teoría predice que la energía del vacío provocaría una fuerza de repulsión entre las masas. Resulta una hipótesis atractiva desde un punto de vista teórico que se complementa con indicios encontrados recientemente y que sugieren que, si bien la velocidad de la luz es constante y no depende de la velocidad del foco emisor o del receptor, el valor de esta constante ha sufrido variaciones a lo largo de la historia del Universo. Un año luz es la distancia que recorre la luz en un año. Más específicamente, es la distancia que recorrería un fotón en el vacío en un año (365,25 días de 86.400seg.). Un año luz no es una unidad de tiempo, sino de longitud. Un año luz equivale aproximadamente a 9,46 × 1012 Km., o sea 9.460.500.000.000 Km., ya que la velocidad de la luz en el vacío es de 299.792,458 Km. /s. De este modo, un año luz se puede escribir también como 9,4605 billones de kilómetros por año = 9,4605 × 1012 Km. /año. Los orígenes del Universo según la fe cristiana Los conceptos sobre los que se parten, en este caso, provienen de una experiencia espiritual en cuyo inicio se sitúa Dios mismo. Y Dios no es una idea filosófica. Para todos los monoteístas es una Persona. Es el Ser por excelencia, el único Ser Necesario, según el mismo se nos ha revelado En la concepción religiosa, Dios se sitúa por encima de la naturaleza, es tanto Creador de la naturaleza como Creador nuestro. En este sentido Dios es superior al destino, a diferencia de otras religiones de la antigüedad que, como la griega, suponían a sus dioses sometidos a éste. Entonces, la imagen que el hombre se forma a partir de la fe, no es la de un universo producto del azar ni de fuerzas ciegas y extrañas. Tiene un propósito establecido, una dirección de evolución hacia un fin determinado que lo justifica y lo trasciende. En el comienzo de esta explicación del origen del universo, el ser humano no involucra sólo su raciocinio; necesita aceptar personalmente que Dios le confiere un sentido maravilloso a esa realidad que él, como hombre, observa, sufre y modifica. Asume también que ese sentido escapa a su voluntad y que sobrepasa a la razón y al conocimiento humano. El hombre no es autor del proyecto de la creación, pero puede escrutar sus huellas y formular teorías, que siempre dependerán de la revelación. Detrás de cada interpretación científica sobre el universo que los hombres construimos, cada vez de manera más compleja y perfecta, resplandecerá ese sentido que Dios le ha dado y vendrá a iluminar el conocimiento que nos forjamos con la razón. Recién comprendemos completamente la naturaleza cuando además de observarla con los ojos de la ciencia, vemos su sentido con relación al plan de Dios. Entonces se vuelve transparente e inteligible, inteligibilidad que no es obra humana, nos viene de Dios, del hecho de compartir con el resto de la creación el carácter de criaturas. Al conjunto de esa explicación en la historia la llamamos Revelación y es la base del contenido de nuestra fe. Esa fe nos permitirá interpretar lo que el universo significa para el hombre cuando se le dota de sentido histórico, trascendente y escatológico. La revelación es a la fe, lo que el conocimiento es a la razón. Las ideas del Génesis Para poder comprender el origen del universo debemos comenzar por el análisis de las fuentes de la Sagrada Escritura, debemos recurrir a la tradición escrita en el Antiguo Testamento que recibimos del pueblo de Israel. Las referencias al origen del universo en la Sagrada Escritura están al comienzo de su primer libro, “El Génesis”. En su capítulo I, primer versículo, la Biblia dice: “Bereshit bara Elhoim…”, es decir: “Al principio creó Dios el Cielo y la Tierra…”. Dios ha creado el “átomo primigenio”. Ha creado la Tierra que estaba antes que nosotros, el Universo que estaba antes que la Tierra, y el es antes que el Universo, el tiempo y el espacio. Esta idea de Dios, trascendente a toda idea, materia o energía que podamos pensar, está diseminada en toda la concepción bíblica ventero-testamentaria. Si hubo evolución, Dios conocía su resultado antes de su comienzo. Por lo tanto los hombres, nosotros mismos, fuimos pensados por Dios antes de la existencia del tiempo y estamos destinados aquí, en esta Tierra. Santo Tomás de Aquino (1212-1274). En la Summa Theol. q. 46, a. 2 comenta que el comienzo temporal del mundo es un dato de fe. Y que la creación de la nada, se puede probar con la razón. Durante el Concilio Vaticano I se establece entre otras cosas que: … “el universo es la obra excelente de un Dios bueno y sabio, que hizo todas las cosas con voluntad absolutamente libre”. Es decir, Dios no ha tenido necesidad de crearlo, la creación es una expresión libre del Amor Divino. Definiciones más recientes El Concilio Vaticano I define que: “Dios sostiene y gobierna todo lo creado mediante su Providencia”. La aclaración resultó necesaria frente a la reducción mecanicista que se desplegó desde las ciencias físicas durante el siglo XIX, a partir del desarrollo de la “Mecánica Racional” (de Laplace a Mach) y de la Termodinámica. Según estas concepciones reduccionistas, se podría llegar a admitir, válidamente para la razón científica, la existencia de un dios creador, que pone en marcha su creación del universo y luego la abandona a su suerte. O bien la de un panteísmo natural, un dios “relojero” universal que controla y participa en todos los movimientos del universo, es decir, lo que llamamos naturaleza. Pero el gran documento del siglo XX es el Concilio Vaticano II en el cual la doctrina secular de la Iglesia aparece reflejada en numerosos trabajos discutidos por los padres conciliares que luego fueron publicados en distintos documentos particulares. Son un ejemplo las constituciones conciliares tituladas “Lumen Gentium”, “Dei Verbum” y “Gaudium et Spes”. En ellas se remarcan: el misterio de la creación, la visión cristo céntrica de la misma, la colaboración del hombre, criatura singular de Dios, que actúa como continuador de la obra creada, o la relación existente entre la creación y el fin de los tiempos. Desde el mundo católico, siempre ha existido una apertura a la ciencia, estableciendo los puentes necesarios para una comunicación serena y profunda de la verdad que cita su santidad Juan Pablo II en el apartado anterior. La actitud normal entre los católicos fue intentar comprender la ciencia en sus detalles más profundos para encontrarse con el Misterio. En remontar la realidad física hasta la trascendente. Según otras culturas como los griegos, hablaban de un vacío intemporal que precedió al cosmos ordenado: lo llamaban Caos, y hablaban de cómo Gea, la madre de la creación, emergió de esta infinita oscuridad para fundar la tumultuosa dinastía de dioses que gobernarían desde el Olimpo. Los incas se consideraban descendientes del Sol. Para los aztecas el joven guerrero Huitzilopochtli, símbolo del astro rey, amanecía cada mañana con un dardo de luz combatiendo a sus hermanos, las estrellas, y a su hermana, la Luna, para que se retirasen y así imponer su reinado diurno. Moría en el crepúsculo para volver a la madre Tierra, donde renovaba su fuerza a fin de enfrentar un nuevo ciclo al día siguiente. NOTA PERIODISTICA CLARIN 01/11/2009 Por primera vez, un mapa muestra los límites del Sistema Solar Permite ver la unión entre ese sistema y el resto de nuestra galaxia, la Vía láctea. Una imagen inédita. Por primera vez, la NASA logró elaborar un mapa que muestra la región limítrofe entre nuestro Sistema Solar y el resto de la galaxia, Vía Láctea. Lo hizo con información que envió la misión IBEX: un satélite que estudió con precisión esa región que, hasta ahora, era desconocida. La información enviada por el satélite, llamado "Interstellar Boundary Explorer' (IBEX) -en conjunto con los datos proporcionados por la sonda Cassini-, permitió a los científicos determinar la posición exacta del Sistema Solar en la galaxia. El mapa fue elaborado con información recogida durante seis meses. "Se trata de un satélite capaz de estudiar la región límite de nuestro Sistema Solar. Esa región, conocida como heliósfera, es una zona en la cual el viento solar choca con las partículas del espacio interestelar. Otro ingrediente de esta burbuja remota es la interacción del campo magnético interno del Sistema Solar, con el campo magnético general de la galaxia. Gracias a ese fenómeno, el satélite puede estudiar la forma, dimensiones y estructura de la heliósfera sin moverse hasta allí", explicó a Clarín Roberto Venero, docente de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad de La Plata. Lo que logró IBEX fue captar ese material que, como no sólo se desplaza a enormes velocidades sino que no emite luz, no puede ser captado por los telescopios convencionales. "Por primera vez hemos sacado nuestra cabeza más allá de la atmósfera del Sol y hemos comenzado a comprender el sitio que ocupamos en la galaxia", señaló David McComas, científico del proyecto y vicepresidente de la División de Ingeniera y Ciencia Espacio del Instituto Southwest de Investigaciones. En los 70, la NASA ya había enviado dos sondas (Voyager 1 y 2) para explorar Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno y llegar finalmente a la región limítrofe interestelar, pero sólo lograron mostrar una parte pequeña de la heliósfera. IBEX, en cambio, puede observar más y conoce su estructura completa. El mapa muestra la región que separa los puntos más cercanos de la galaxia (conocidos como medio interestelar) de la heliósfera: "La heliósfera es de gran importancia, porque de alguna manera, está blindando al Sistema Solar de la acción de los rayos cósmicos más energéticos, partículas de muy alta energía que se desplazan en el medio interestelar. Estas partículas podrían ser nocivas si no fueran deflectadas por la heliósfera", explicó Venero. Y habló de una puerta abierta hacia el futuro: "Las misiones tripuladas que se aventuren en los confines del Sistema Solar deberán tener cuidado ante estas partículas. Además, es importante saber las características de las 'vecindades'. Es la avanzada para una exploración más allá de nuestro pequeño entorno planetario. CLARIN 08/11/2009 GRANDES DESAFIOS DE LA CIENCIA PRIMERA ENTREGA: ¿COMO SE FORMO Y EVOLUCIONO EL UNIVERSO? Se sabe cómo será el futuro del Cosmos, pero no cómo empezó El Universo se está expandiendo y en unos miles de millones de años las galaxias estarán más lejos unas de otras. El Sol se apagará antes. ¿Pero cómo fue el origen de todo? Conocerlo es un verdadero reto científico. Cuando el primero de los hombres levantó su mirada y se preguntó qué había más allá empezó una de las más apasionantes aventuras del conocimiento. La respuesta nunca fue la misma. Cambió a medida que fue aumentando su capacidad de observación y entendimiento. Hace apenas 100 años se pensaba que el Universo estaba formado por una sola galaxia, la nuestra, la Vía Láctea. Hoy -gracias a satélites y mega telescopios terrestres y espaciales- se sabe que, en realidad, su parte observable engloba a 100.000 millones de galaxias, cada una con 100.000 millones de estrellas (como el Sol), un tercio de ellas con planetas parecidos a la Tierra girando a su alrededor. Y también se conoce su antigüedad, 13.700 millones de años. Tanto se se sabe que hasta se tiene una idea sobre su futuro. Pero de su origen, ni noticias. Ese es uno de los desafíos de la ciencia. "Sabemos que, en este momento, el Universo está expandiéndose. Pero es muy difícil encontrar evidencia de lo que ocurrió en sus comienzos porque tuvo un período muy caliente. Estudiarlo es como analizar a los animales extintos: uno trata de buscar fósiles antiguos. Y ese período de calor infernal fue como un gran incendio que quemó todos los fósiles", comenta Juan Maldacena, un físico argentino, mente brillante, que da clases en la Universidad de Princeton, Estados Unidos. El modo de investigar ese momento clave se concentra, entonces, en analizar los vestigios más cercanos a esa época en llamas. "Hoy en día se detecta una radiación tenue y diluida que inunda el Cosmos y es el 'fósil' de la radiación intensa y concentrada del Universo original", explica Roberto Venero, astrónomo del observatorio de la Universidad Nacional de La Plata. Es decir: cuando se intenta ver más allá, lo que se capta es una radiación "fósil" que viene del pasado. De hecho, lo más antiguo que se logró ver proviene del momento en que el Universo tenía 300.000 años. Todo lo anterior, como dice Maldacena, "se quemó". "No es fácil hacer una predicción sobre cómo deberían hacerse las investigaciones para hallar una respuesta. Es como si quisiéramos saber sobre nuestro origen como individuos y sólo contáramos con la observación de nuestra evolución (nuestro envejecimiento). Podríamos sacar conclusiones, pero no completas. El tema del origen del Universo es, en todos los marcos que puedo pensar, el más difícil", dice Diego García Lambas, quien junto a Patricia Tissera -los dos de la Universidad de Córdoba- trabajan con el cosmólogo Simon White, director del Instituto Max Planck de Astrofísica, en Alemania. El propio White también tiene sus dudas: "Lo único que tenemos es una idea posible para el origen del universo visible, pero no está del todo desarrollada. Sólo sabemos qué ocurrió en un período que se conoce como inflación". Pese a los escollos, la comunidad científica insiste en el análisis de imágenes arcaicas. "La radiación fósil del Universo -detectada por radares microondas y satélites, como lo fueron las antenas de Bells Laboratories, el satélite COBE, hoy WMAP, y el recientemente lanzado Planck- es como una ventana a su origen, tanto para la teoría como para la observación", describe Norma Sánchez, otra física argentina, directora de Investigación del Centro Nacional de Investigaciones Científicas, el prestigioso CNRS de Francia. Las imágenes "fósiles" que faltan en el álbum del Universo no son, sin embargo, el único inconveniente para develar su origen. Hay, además, un problema de "lenguaje". Ocurre que para estudiar ese momento inicial no es posible usar las leyes que rigen el Universo actual: se necesitan otras herramientas para entenderlo. "Existen varias teorías que buscan acercarse a ese supuesto escenario. Son aquellas que intentan amalgamar adecuadamente a la relatividad general de Einstein y a la mecánica cuántica, los dos grandes marcos teóricos de la física del siglo XX", apunta el cosmólogo Alejandro Gangui, del Conicet. En otras palabras, hace falta una teoría unificadora. "Para describir el origen y la evolución temprana del Universo, necesitamos conocer la física a escalas superiores. Unas energías que son superiores a las que podría estudiar el gran colisionador de hadrones (LHC o 'máquina de Dios')", agrega Héctor de Vega, del CNRS francés. Conclusión: no se sabe cómo estudiar esas energías. Lo que sí se conoce es el modelo que explica qué habría pasado poco después de su génesis: "El Big Bang es un conjunto de teorías que trata de describir cómo sucedieron los hechos que dieron origen a lo que observamos a nuestro alrededor, así como la evolución del Universo como un todo (Ver Infografía)", detalla Gabriel Bengoechea, del Instituto de Astronomía y Física del Espacio. ¿Qué papel jugaría la "máquina de Dios", mencionada por De Vega? "El LHC es un acelerador de partículas diseñado para colisionar iones y protones pesados, circulando en direcciones opuestas en un anillo de 27 km de circunferencia, a energías sin precedentes. Esas altísimas densidades de energía permiten recrear, en una escala microscópica, las condiciones existentes unas pocas fracciones de segundo después del Big Bang. Así contribuye al entendimiento de cómo fue evolucionando hasta el presente", comenta María Teresa Dova, una física argentina que trabaja en el Gran Colisionador de Hadrones, construido en la frontera entre Francia y Suiza. Mientras la maquinaria científica intenta resolver el enigma, las teorías sobre cómo es el Cosmos siguen apareciendo como brotes de primavera.Una de las más llamativas asegura que, en realidad, es como un Multiverso, un conglomerado de mini universos. ¿Se sabrá en algún momento cómo empezó todo? "En la historia de la ciencia, cosas que parecían imposibles de entender resultaron ser relativamente sencillas. Por ejemplo, la estructura de los átomos. El Universo era mucho más sencillo de describir cuando tenía 1 segundo de existencia. Es posible que una vez que entendamos cómo describirlo, sea todavía más fácil", sentencia Juan Maldacena PAGINA DEL DIARIO ABC, Madrid ESPAÑA. 26/11/2009 Gigantescas olas de cien mil kilómetros de altura, hechas de plasma supercaliente y que se desplazan a una velocidad superior a los 250 km por segundo. Parece el escenario de una pesadilla infernal, pero la misión de observación solar STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory), de la NASA, ha confirmado que esos enormes «tsunamis de fuego» se dan realmente sobre la superficie del sol. Es tal la magnitud del fenómeno que los astrónomos, cuando lo observaron por primera vez hace apenas una década, pensaron que se trataba de una especie de ilusión óptica, un engaño de los instrumentos de observación. Nadie, en efecto, creía que algo así fuera posible. Una de esas olas, por ejemplo, se alzó a una altura superior al diámetro de la Tierra para curvarse después sobre sí misma alrededor de un punto central y expandirse finalmente según un patrón circular que se extendió a lo largo de millones de kilómetros. Muchos dijeron entonces que se trataba de alguna clase de sombra que, de algún modo, estaba engañando a la vista. Pero las nuevas observaciones de la pareja de satélites de la misión STEREO (cuyas imágenes combinadas ofrecen una visión estereoscópica del sol) no dejan duda posible. La agencia espacial norteamericana ha difundido un vídeo en el que el fenómeno se aprecia con toda claridad. Mil millones de toneladas de gas«Ahora lo sabemos», afirmaba John Gurman, del Laboratorio de Física solar del Centro Espacial Goddard. «Los tsunamis solares son algo real». Las dos naves gemelas de la misión STEREO confirmaron la autenticidad de los tsunamis solares con imágenes capturadas el pasado mes de febrero, cuando la mancha solar 11012 entró súbitamente en erupción. La explosión lanzó al espacio una nube de mil millones de toneladas de gas ardiente (un fenómeno conocido como «eyección de masa coronal» o CME, por sus siglas en inglés) y causó a la vez un tsunami que empezó a recorrer rápidamente la superficie solar. Las naves STEREO grabaron la ola desde sus dos posiciones, separadas por 90 grados y que dan a los astrónomos una perspectiva y una vista tridimensional sin precedentes. «Se trata definitivamente de una ola», asegura Spiros Patasourakos, de la George Mason University, de Virginia, y autor principal del estudio que refleja el espectacular descubrimiento en la revista Astrophysical Journal Letters. «Y no una ola de agua -añade el científico- sino una ola gigante de plasma y fuerzas magnéticas». El nombre técnico del fenómeno es «ola rápida magnetohidrodinámica» o «ola MHD», pero no cabe duda de que a partir de este momento se impondrá el término genérico de «tsunami solar». Y no es para menos. La ola medida por STEREO tenía 100.000 km de altura, se movía a 250 km. por segundo y llevaba una energía equivalente s 2.400 megatones. La observación de estas olas gigantescas y el estudio de sus interrelaciones con otros fenómenos solares revelarán nuevos datos sobre el funcionamiento de la atmósfera del sol y ayudarán a predecir con mayor exactitud en qué ocasiones una eyección de masa coronal dejará sentir sus efectos, en forma de tormenta de radiación, aquí, en la Tierra. BIBLIOGRAFIA: • Astronomía Elemental. Autor: Dc. Alejandro Feinstein. Editorial: Kapeluz. • Astronomía Elemental. Autor: O. Sardella y R. Mestorino. Editorial: Guadalupe Biblioteca Pedagógica. • El Universo, su origen y su destino final. Autor: Antonio L D` Ávila. • Agujeros Negros y Pequeños Universos Y otros Ensayos Autor: Stephen Hawking • Diario clarín Paginas de Internet: • www.nasa.gov • www.unav.es • www.astrocosmo.cl • www.abc.es