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Thursday, May 21, 2009

Más allá de Planck



Los cosmólogos ya piensan cómo estudiar el fondo cósmico de radiación una vez que el satélite haya extraído esencialmente toda la información disponible.

La diferencia entre la Cosmología y la Paleontología, ambas ciencias históricas, es que en el primer caso sí se puede observar directamente cómo era el Universo hace miles de millones de años.

Podemos, por ejemplo, mirar al fondo cósmico de radiación, que nos muestra cómo era el Universo cuando se hizo transparente por primera vez, unos 380.000 años después del Big Bang. Desde que esta radiación fuera descubierta en los años sesenta se ha venido estudiando para así extraer información fundamental de cómo era el Universo primitivo, cuando no había galaxias, ni estrellas, ni mucho menos planetas, pero que determinaría el futuro de todos esos objetos.

Ya el satélite COBE nos dijo algunas cosas sobre él, así como su sucesor WMAP, que nos ha proporcionado mucha información. Ahora el satélite europeo Planck, lanzado hace unos días, lo estudiará con una precisión sin precedentes.

Sin duda podremos saber muchas cosas sobre el Universo y su origen con Planck, quizás asegurarnos de que existió una inflación cósmica, comprobar si el Universo tiene o no una topología toroidal, si es tan homogéneo como creemos o si podemos atisbar el borde de otro Universo. Todavía no lo sabemos, pero en todo caso llegará un día en que la cantidad de información que extraigamos del fondo cósmico estudiando sólo las diferencias de temperatura entre las distintas direcciones de observación, como se ha hecho hasta ahora, será cada vez menos importante.
Por eso los cosmólogos ya están planeando qué observar una vez que Planck cumpla con su trabajo y sugieren que hay un aspecto de esta radiación que no ha sido explorado aún: su espectro.

Paradójicamente observar espectros de objetos astronómicos es la tarea más habitual de los astrofísicos, pues proporciona datos de los objetos astronómicos acerca de su composición, movimiento, campo magnético, temperatura, presión, etc.
Rashid Sunyaev, del Instituto Max Planck, afirmó en el pasado congreso de la Sociedad Americana de Astronómica que se podría igualmente extraer información relevante del espectro del fondo cósmico de radiación.

En la visión tradicional se asume que los fotones del fondo cósmico de radiación se produjeron en los momentos más tempranos del Big Bang. Fueron dispersados por los electrones y protones del plasma primordial hasta que se vieron libres una vez se produjo la recombinación, es decir, la transformación del plasma que pasó a estar compuesto por átomos neutros al enfriarse lo suficiente. Después, debido a la expansión cosmológica, sus longitudes de onda fueron alargadas hasta la gama de microondas.

Pero no fue así exactamente. Además de fotones primordiales debe de haber otros. A los protones les costó un tiempo atrapar a los electrones y la recombinación no fue instantánea. Los átomos se formaban pero para que llegaran al estado fundamental debían de emitir su exceso de energía en forma de fotones. Para complicar más las cosas un fotón emitido por un átomo podía ser absorbido por otro y llevarlo a un estado excitado. Lo que al final evitó este conflicto fue precisamente la expansión cósmica, que favoreció la formación de átomos en lugar de su construcción y destrucción continua al correr al rojo los fotones que había o se emitían. Los 380.000 años después del Big Bang en el que se produjo la recombinación es casi un convenio. La recombinación necesitó de un par de millones de años para completarse.
Pero en el Universo primitivo no sólo había hidrógeno, sino que también había helio. Como el núcleo de helio tiene el doble de carga eléctrica tiende a atrapar electrones más rápidamente que el hidrógeno. En sólo 15.000 años un átomo promedio de helio atraparía el primer electrón y en 100.000 el segundo. El helio evitaría antes los problemas de recombinación y reionización del hidrógeno. Incluso el hidrógeno actuaría de moderador impidiendo que los fotones emitidos por átomos de helio fueran absorbidos por otros átomos de helio. Por tanto el helio se formaría mucho antes.

Los fotones emitidos por el hidrógeno y el helio añadieron “huellas” espectrales acerca de la composición de la sopa primordial. Midiendo el número de fotones emitidos por el helio se podría saber exactamente la proporción exacta de este elemento que fue sintetizado en el Big Bang. Parámetro que ahora se debe de extrapolar a partir de la composición de las estrellas, pero las estrellas han estado transformando hidrógeno en helio desde entonces.

Además, los fotones del helio proceden de una época anterior a la liberación del fondo cósmico de microondas. Según Sunyaev quizás mantengan información acerca de la estampida de procesos que ahora están ocultos a nosotros, como por ejemplo el decaimiento de partículas exóticas.

El problema es que os fotones del helio están presentes en una proporción de uno en mil millones respecto a los fotones primordiales. Afortunadamente estos fotones deben de estar concentrados a determinadas frecuencias en el espectro. Sunyaev y Jens Chluba proponen el diseño y lanzamiento de una nueva misión para estudiar estos fotones mediante técnicas espectrales. Algo que la misión Planck no hará.

En cierto modo la historia de la Cosmología se repite a sí misma. Durante décadas las medidas espaciales del fondo de microondas parecían indicar que éste era totalmente uniforme hasta que algunos cosmólogos registraron fluctuaciones espaciales en el mismo. Ahora las medidas espectrales parecen uniformes, pero quizás no lo sean. Una vez que los cosmólogos vean fluctuaciones espectrales se obtendrá un alud de nueva información sobre el Universo temprano.

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=mapping-the-universe-helium

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Pensamiento de hoy

febrero, 2008
Aprender sin pensar es tiempo perdido, pensar sin aprender es peligroso.
Confucio, filósofo chino.


"No hay viento favorable para el que no sabe a dónde va" (Séneca)

Camuflaje OVNI

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En nuestro mundo, una de las facultades que más nos asombra del mundo animal es la llamada mimetismo. Esta es la capacidad de los organismos vivos para pasar inadvertidos para los depredadores. Las variantes son múltiples, desde cambiar el color del pelaje, confundiéndose con su medio, hasta el de adquirir las formas de su entorno, incluso cuando nosotros mismos observamos el comportamiento de animales de nuestro interés, utilizamos el recurso del camuflaje. En la guerra la invisibilidad es una premisa, es por eso que la nación que logre duplicar el camuflaje OVNI obtendrá todas las ventajas sobre su enemigo. Actualmente existen naves invisibles, por lo menos para el radar, como el llamado Stealth Fighter, que por su diseño y pintura especial pasa inadvertido para los radares.

Einstein, en una de sus teorías afirmaba que mediante procesos magnéticos haciendo vibrar un objeto, esté podría desplazar el espectro electromagnético visible que despiden los objetos haciéndolos completamente indistinguibles para el ojo humano. Teoría que se probaría en el tristemente célebre experimento Filadelfia en 1947, con repercusiones bastante lamentables.

Los rayos infrarrojos y ultravioleta están por encima y por debajo, respectivamente, del espectro visible para el ojo humano. Para que una frecuencia infrarroja pueda ser perceptible son necesarios elementos ópticos y tecnológicos de los que carece el ojo humano, sin embargo, un ejemplo claro para poder realizarlo en nuestro hogar, basta colocar un telemando frente a una cámara de video y observarlo en el monitor de televisión.

Esto explicaría cómo aparece y cómo queda registrado en un video un OVNI, cuando al realizar la grabación éste no se observa y ni siquiera es el centro de atención. No obstante, este fenómeno también se produce en negativos fotográficos aun cuando este proceso (óptico químico) es diferente al video. Dando una idea de que si nuestras percepciones físicas no pueden detectar estos avistamientos, sí se cuenta con elementos para poder observarlos.

Otro tipo de camuflaje OVNI (al menos físico y visible), sería el de adoptar las formas del entorno atmosférico, en este caso nubes. Se han registrado avistamientos donde los observadores de estos fenómenos, ven claramente cómo las nubes tienen movimientos caprichosos en el cielo. Estos movimientos por cierto muy semejantes a los observados a través de la historia, donde incluso algunos casos se observan bajar entidades de las mismas.

Por otra parte, la misma maniobrabilidad de algunos OVNI´s hacen que pasen desapercibidos para algunos instrumentos de detección, esto como es de suponerse, sólo es necesario hallarse fuera del campo que cubre un radar, colocándose por encima o por debajo para pasar inadvertido. En medio de estos parámetros explicativos queda otra interrogativa, ¿se pueden ver o fotografiar entidades que se desarrollan en un plano de tres dimensiones? No, no se puede, ya que no obedecen las leyes físicas y ópticas del mismo comportamiento que conocemos, haciendo imposible dejar constancia en una placa o en un video, al menos con la óptica terrestre tal y como la conocemos.

Como se podrá deducir entonces, el hecho de que observemos OVNI´s en el cielo, sólo puede tratarse de un acto consciente de ser observados y enterarnos que allá arriba está sucediendo algo.