Captada una señal de ondas gravitacionales nunca vista

 

Los detectores LIGO y Virgo captan dos choques de agujeros negros contra estrellas de neutrones, los astros más densos del universo.

Dos detectores de ondas gravitacionales en Europa y Estados Unidos han captado la señal de un cataclismo cósmico que no se había observado jamás: la colisión entre agujeros negros y estrellas de neutrones.

Los eventos detectados, dos, sucedieron hace cientos de millones de años. Desde entonces las ondulaciones que produjeron en el espacio-tiempo han estado viajando hacia la Tierra a la velocidad de la luz. Hace muchos años los físicos tomaron las ecuaciones de la relatividad general de Einstein y calcularon el tipo de onda gravitacional que produciría un evento como este. Las dos señales captadas ahora por los detectores LIGO, en Estados Unidos, y Virgo, en Europa, coinciden con las predicciones que hizo el físico alemán hace un siglo.

Las estrellas de neutrones son objetos alucinantes. Cuando una estrella llega al final de su vida es posible que se derrumbe sobre sí misma como un descomunal edificio hasta formar una esfera cuyo diámetro es menor que el de una ciudad como Madrid. En su interior la materia está tan comprimida que una sola cucharilla de estrella de neutrones pesa igual que todas las personas del planeta Tierra. Estos objetos someten a la materia a unas condiciones de presión imposibles de reproducir en experimentos controlados. Se piensa que en las entrañas de estos astros se forman enormes amasijos de quarks, partículas elementales de las que están hechos los átomos. Poder observar qué sucede exactamente en su interior sería uno de los mayores descubrimientos de la historia de la física.

Parte del instrumental del detector LIGO, en EE UU.CALTECH/MIT/LIGO LAB

Toni Font, miembro de la colaboración científica entre LIGO y Virgo que captó las señales, explica: “Este hallazgo confirma por primera vez que existen sistemas binarios formados por un agujero negro y una estrella de neutrones, y que podemos observarlos gracias a las ondas gravitacionales”.

El equipo captó las dos fusiones en un lapso de 10 días durante el pasado mes de enero. En una de ellas, un agujero nueve veces más masivo que el Sol chocó contra una estrella de neutrones de unas 1,9 masas solares. Probablemente estos dos cuerpos hayan estado orbitando uno junto al otro durante decenas de millones de años, pero la señal captada es solo de la última parte en la que ambos cuerpos chocaron y apenas dura unos segundos. El cataclismo sucedió en un lugar a 900 millones de años luz de la Tierra, es decir, que habría que viajar a la velocidad de la luz durante 900 millones de años para alcanzarlo, algo absolutamente imposible para la tecnología humana.

La segunda fusión se produjo entre un agujero seis veces más masivo que el Sol y una estrella de neutrones de 1,5 masas solares que chocaron a unos 1.000 millones de años luz, es decir, hace 1.000 millones de años.

En cuanto captaron las dos señales, los dos detectores lanzaron una alerta internacional para que otros telescopios intentasen captar la posible luz producida por estos dos cataclismos. No vieron ni un destello, lo que tiene mucho sentido. Cuando el agujero negro y la estrella de neutrones no tienen tamaños muy diferentes, sucede que el agujero descompone la estrella hasta que se convierte en una especie de fideo que se queda dando vueltas hasta que es engullido del todo. En estos casos es posible que se emitan destellos de luz. Es probablemente lo que sucedió en 2017, cuando LIGO detectó por primera vez ondas gravitacionales y luz de una fusión de dos estrellas de neutrones.

Cuando el agujero negro es mucho mayor que la estrella, la fusión es repentina. “El agujero negro se traga la estrella entera, de una vez y sin descomponerla antes”, explica Font. “Este parece haber sido el caso en los dos eventos que hemos captado”, añade el investigador. Los detalles de estos dos fenómenos se publican este martes en Astrophysical Journal Letters.

Las ondas gravitacionales son deformaciones del espacio-tiempo —el material del que está hecho el universo―. Se asemejan a las ondulaciones en el agua de un estanque cuando cae en él una piedra. La capacidad de medir estas fluctuaciones predichas por Einstein le da a la humanidad una nueva forma de observar el universo. Uno de los objetivos principales de los detectores involucrados en este hallazgo será captar más fusiones mixtas de este tipo, especialmente las que emitan también luz, pues dan mucha más información, explica Juan Calderón, investigador del Instituto Gallego de Física de Altas Energías y coautor de la investigación. “En estos dos casos no ha habido señal electromagnética y por lo tanto solo podemos intuir que uno de los dos objetos involucrados tiene que ser una estrella de neutrones debido a que es en teoría demasiado ligero para ser otro agujero negro”, explica el físico. Cuando la fusión emite rayos x, gamma o cualquier otra señal electromagnética, esto permite “entender mejor cómo se comporta la materia dentro de la estrella de neutrones, que es una de las grandes cuestiones abiertas a día de hoy en física”, resalta Calderón. Estas fusiones permiten comprobar si las ondas gravitacionales y la luz se desplazan a la misma velocidad, como predijo Einstein.

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Fuente:Cataclismo cósmico: Captada una señal de ondas gravitacionales nunca vista | Ciencia | EL PAÍS (elpais.com)

El experimento que muestra evidencias "sólidas" de una nueva fuerza en la naturaleza

 

El hallazgo se logró en el Fermilab, un laboratorio de aceleración de partículas del Departamento de Energía de Estados Unidos, ubicado en la ciudad de Batavia, Illinois.

Las fuerzas de la física están en juego en cada momento de nuestras vidas, incluso en cosas tan sencillas como pegar un imán en la nevera o lanzar una pelota de baloncesto.

Todas las fuerzas que experimentamos a diario se pueden reducir a solo cuatro categorías: gravedad, electromagnetismo, fuerza fuerte y fuerza débil.

Estas cuatro fuerzas fundamentales determinan la manera en que todos los objetos y partículas del universo interactúan entre sí.

En un nuevo experimento, sin embargo, un grupo de físicos afirma haber encontrado posibles señales de una quinta fuerza fundamental de la naturaleza.

El experimento se llamó Muon g-2, porque analizó el comportamiento de los muones, que son partículas subatómicas que solo existen durante unas breves fracciones de segundo.

Los resultados del experimento "proporciona una fuerte evidencia de la existencia de una partícula subatómica, o una nueva fuerza que aún no ha sido descubierta", según comunicó el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido (STFC).

El hallazgo se suma una serie de resultados prometedores de experimentos de física de partículas en EE.UU., Japón y, más recientemente, en el Gran Colisionador de Hadrones en la frontera suizo-francesa.

Los resultados del experimento Muon g-2, sin embargo, no son 100% concluyentes. Existe una probabilidad de 1 entre 40.000 de que el resultado haya sido solo una casualidad estadística.

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Sobre nuestro universo rigen cuatro fuerzas fundamentales: la gravedad, el electromagnetismo, la fuerza fuerte y la fuerza débil.

En términos técnicos, esa probabilidad equivale a un nivel de precisión de 4,1 sigma. Para que los resultados de un experimento de este tipo puedan considerarse realmente un descubrimiento, se requiere una calificación de 5 sigma, es decir, una probabilidad de 1 entre 3,5 millones de que el resultado haya sido una coincidencia.

• El experimento en el Gran Colisionador de Hadrones que puede cambiar las leyes que rigen el Universo

El hallazgo del Fermilab desafía el Modelo Estándar, la teoría ampliamente aceptada que explica cómo se comportan las partículas fundamentales que componen el universo.

"Hemos descubierto que la interacción de los muones no es acorde con el Modelo Estándar", dijo Mark Lancaster, profesor de Física de Partículas en la Universidad de Manchester y uno de los líderes de la investigación.

"Esto es muy emocionante porque posiblemente apunta a un futuro con nuevas leyes de la física, nuevas partículas y una nueva fuerza que no hemos visto hasta la fecha".

Por su parte Ben Allanach, profesor de Física Teórica en la Universidad de Cambridge, quien no estuvo involucrado en la investigación, también se mostró entusiasmado con el anuncio de Fermilab.

"Durante toda mi carrera he estado buscando fuerzas y partículas más allá de lo que ya conocemos. Este es el momento que he estado esperando, no duermo mucho porque estoy demasiado emocionado", dijo Allanach.

"Mi sentido arácnido me dice que esto va a ser real".

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Las partículas subatómicas componen la materia que conocemos.

Los muones

El Fermilab se dedica a buscar señales de nuevos fenómenos físicos mediante el estudio de los muones, partículas subatómicas similares a los electrones, pero 200 veces más pesados.

Y no pueden descomponerse en partículas más pequeñas, por eso se les llaman partículas fundamentales.

El experimento Muon g-2 consistió en lanzar muones dentro de un acelerador en forma de anillo al que se le aplica un campo magnético.

Según las leyes de la física del Modelo Estándar, lo que debería haber ocurrido es que los muones se tambalearan a una cierta velocidad.

Lo que los investigadores observaron, en cambio, fue que los muones se tambalearon a un ritmo más rápido de los esperado.

Su conclusión es que esto podría deberse a una fuerza de la naturaleza completamente nueva para la ciencia.

En sus modelos teóricos, el profesor Allanach ha sugerido varios nombres para esa posible quinta fuerza.

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En el Fermilab se estudia el comportamiento de los muones.

Algunos de ellos son "la fuerza del sabor", la "hiperfuerza de la tercera familia", o la más prosaica de todas: la "B menos L2".

Aún nadie sabe cómo qué hace esta posible fuerza, más allá de influir en los muones.

Los físicos teóricos creen que el fenómeno también podría estar asociado con una partícula subatómica aún no descubierta.

En marzo, un experimento en el Gran Colisionador de Hadrones mostró resultados que podrían apuntar a la existencia de una nueva partícula y una nueva fuerza.

"Hay una carrera en marcha para que alguno de estos experimentos logre la prueba de que esto es algo realmente nuevo", dice Mitesh Patel, experto en física de partículas en el Imperial College London.

"Eso requerirá más datos y más mediciones y, con suerte, mostrará evidencia de que estos efectos son reales ".

¿Una quinta fuerza?

Las dos fuerzas más conocidas son la gravedad y el electromagnetismo.

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El hallazgo puede ayudar a resolver varios misterios de la ciencia.

La gravedad, es lo que hace que los objetos caigan al suelo, y que parezca que los objetos más pesados estuvieran pegados al piso.

El electromagnetismo, como su nombre lo indica, es responsable de la electricidad y el magnetismo.

Las menos conocidas son la fuerza fuerte y la fuerte débil, ambas determinan el comportamiento de las partículas subatómicas.

La fuerza fuerte es la más poderosa de todas, trillones y trillones de veces más fuerte que la gravedad, y es la que mantiene unidas las partículas fundamentales de la materia para que puedan formar otras partículas.

La fuerza débil, por su parte, está relacionada con el decaimiento de una partícula subatómica que se convierte en otro tipo de partícula.

Una quinta fuerza fundamental podría ayudar a explicar algunos de los grandes enigmas del universo que han intrigado a los científicos en las últimas décadas.

Por ejemplo, la observación de que la expansión del universo se estaba acelerando se atribuyó a un fenómeno misterioso conocido como energía oscura. Pero algunos investigadores han sugerido que podría ser evidencia de una quinta fuerza.

"Es bastante alucinante. Tiene el potencial de cambiar la física", dijo la doctora Maggie Aderin-Pocock, copresentadora del programa Sky at Night de la BBC.

"Tenemos una serie de misterios que siguen sin resolverse. Y esto podría darnos las respuestas clave para resolverlos".

Fuente: El experimento que muestra evidencias "sólidas" de una nueva fuerza en la naturaleza - BBC News Mundo

Mars Helicopter Survives its First Night on Mars is Getting Ready to Fly

 

On April 3rd, the Mars Ingenuity helicopter was removed from its carbon-fiber shield on the Perseverance rover’s belly. On Sunday, April 11th, it will make its first attempt at a powered, controlled flight, becoming the first aircraft to operate on another planet. In the meantime, Ingenuity accomplished another major milestone as it survived its first full night on the Martian surface.

Surviving that first night was no easy task for the 1.8 kg (4 lbs) rotorcraft. Around the Octavia E. Butler Landing – where the Perseverance rover is stationed in the Jezero crater – nighttime temperatures can plunge as low as -90 °C (-130 °F). These conditions can cause unprotected electronics to freeze and crack, as well as cause damage to onboard batteries that must to remain operational through the night.

Enduring a Martian night is just one of many challenges facing Ingenuity and its parent-mission Perseverance. However, the situation is complicated by the fact that the design of Ingenuity needed to be small enough to fit aboard the rover and light enough to fly in the thin Martian atmosphere (which has less than 1% of Earth’s atmospheric pressure).

Fuente: Mars Helicopter Survives its First Night on Mars is Getting Ready to Fly - Universe Today

El universo exótico

 Los protones, neutrones y electrones parecen ser bastante extravagantes en el universo, aunque a nosotros nos parezca que lo extraño sería cualquier otra cosa que no tenga esas partículas

Grupo de galaxias MACS J1149+2223, a 5.000 millones de años luz de distancia de la Tierra, con la supernova del fondo multiplicada por cuatro por el efecto de lente gravitacional, fotografiada por el `Hubble´.

Recopilamos algunas de las muchas preguntas que fuimos presentando en los últimos artículos: ¿Hay cosas que no vemos y que escapan a nuestros telescopios? ¿Hay materia que ni emite ni refleja la luz, que pasa de ella completamente? ¿Y si mirar no es la única ni siquiera la mejor forma de conocer el universo?

En realidad, la respuesta a todas esas preguntas ya la dimos en el primer artículo dedicado a la luz: la materia oscura existe sí o sí. Dijimos que otra cosa es el exotismo de la materia oscura. Y para los astrofísicos el concepto de materia oscura es exótico. Lo explicamos a continuación con bastantes más preguntas.

Los filósofos presocráticos consideraban que la materia estaba constituida por cuatro elementos básicos y, hoy en día, pensamos que la existencia de todo lo que vemos a nuestro alrededor se basa en cuatro tipos de interacciones entre partículas llamadas campo fuerte, débil, gravitatorio y electromagnético.

Bullet Cluster.NASA/CXC/CfA/ M. Markevitch et al

Los protones y neutrones forman los núcleos de átomos, y ellos mismos están formados por quarks que permanecen juntos porque existe una interacción llamada fuerte, que es extremadamente potente, de ahí su nombre (los físicos no se quiebran la cabeza con los nombres). Es tan potente que los protones pueden mantenerse juntos en los núcleos de los átomos incluso aunque tengan cargas eléctricas positivas. Pero el campo electromagnético, que es repulsivo para cargas iguales, es menos intenso que la interacción fuerte a escalas subatómicas.

Otro campo es el llamado débil, que tiene una intensidad cien veces menor que la interacción fuerte (de ahí su nombre, más simpleza lingüística para algo que no es nada sencillo). La interacción débil es extremadamente importante, por ejemplo es la responsable de que uno los 3 quarks que componen los neutrones cambie de propiedades (el llamado “sabor”, más historia con los nombres que dan los físicos) y estos últimos no sean estables, sino que tiendan a convertirse en protones (salvo que estén en un núcleo atómico). Este fenómeno parece poco relevante para cualquier persona, pero explica que la mayor parte de los átomos del universo sean de hidrógeno, y este se haya podido juntar con oxígeno para dar algo tan importante para la vida como es el agua. Sin la fuerza débil, en los primeros minutos del universo los neutrones habrían resistido enteritos y se habrían combinado con protones para formar núcleos como los de helio, al que le gusta combinarse poco, así que la química habría sido bastante aburrida y no existiría el mundo que conocemos.

La última interacción fundamental es la gravitatoria, que en principio actúa sobre cosas que tienen masa y es siempre atractiva. Los fotones, que son la representación en partícula del campo electromagnético, se dice que son sus mensajeros, no tienen masa. ¿Les afecta el campo gravitatorio? Si nos ceñimos a la Ley de Gravitación Universal de Newton, que establece que la fuerza gravitatoria entre 2 objetos depende de la multiplicación de sus masas, la respuesta sería no. Pero hoy está demostrado, gracias a la Relatividad General de Einstein, que a los fotones sí les afecta la gravedad, incluso aunque no tengan masa. El efecto es extremadamente pequeño, pero existe y da lugar a algunas de las imágenes más bonitas del universo, como son las cruces de Einstein, y a que existan los agujeros negros.

Los neutrinos que crea el Sol típicamente pueden atravesar todo el material de nuestra estrella sin inmutarse, mientras que los fotones tardan cientos de miles de años

A los fotones, entonces, que son los portadores del campo electromagnético, prácticamente no les afecta otra fuerza fundamental como es la gravitatoria. ¿Hay partículas a las que no afecta el campo electromagnético y solo interaccionan con otras partículas a través de algún otro campo fundamental? Serían partículas que no son nada sociables con los fotones, de ningún tipo, visibles, rayos-X, infrarrojos,..., que no interaccionan con ellos. La respuesta es sí, las hay: los neutrinos, que además no se relacionan tampoco con campo fuerte ni tienen gran masa para interaccionar mucho gravitatoriamente. Solo sabemos de ellas por la fuerza débil, que es muy poco intensa, así que por ejemplo los neutrinos que crea el Sol típicamente pueden atravesar todo el material de nuestra estrella sin inmutarse, mientras que los fotones tardan cientos de miles de años. Los neutrinos, además, pasan a través de nosotros y de toda la Tierra sin que nada los pare o los desvíe (prácticamente).

¿Hay partículas como los neutrinos, pero que tienen masas más grandes que ellos y que no interaccionan prácticamente con nada de lo que conocemos, sobre todo con los campos electromagnéticos? Pues la respuesta para los astrofísicos, y para muchos físicos de partículas, es sí, tienen que existir, pero no las hemos descubierto aún de forma directa. Estas partículas interaccionan con otras con fuerza débil como los neutrinos, pero tienen una masa bastante mayor. En inglés serían weakly interacting massive particles, WIMP, partículas masivas que interaccionan débilmente.

Llamar WIMP a esas partículas es como hablar de fruta, es un nombre muy genérico, y no nos dice gran cosa de sus particularidades. Podrían ser “sandías” o “cerezas”. Según nuestros estudios sobre las galaxias, cúmulos de galaxias y el comportamiento global del universo, tenemos bastantes pruebas de su existencia, deben ser la materia más abundante que existe, un 85% de todo lo que tiene masa, dejando solo un 15% para nuestros protones, neutrones, electrones, neutrinos,... Al ser materia que no interacciona con fotones, ni los absorbe y se calienta ni los emite y se enfría, es materia que no podemos o es muy difícil detectar con radiación electromagnética, no la vemos, es “materia oscura” pata negra, nuestra definición precisa para los astrofísicos. Podría calificarse como materia “procedente de un lugar lejano y percibida como muy distinto del propio”, sería materia oscura exótica de acuerdo a la RAE.

Nuestro único problema, bastante gordo es verdad, es que no hemos conseguido aislar ningún WIMP en un laboratorio, y lo hemos intentado. Y por eso este tipo de materia nos resulta “extraña, chocante, extravagante”, otra de las acepciones de exótica. O nos hemos equivocado mucho o aún no hemos sido capaces de detectarla, lo cual no es impensable porque estamos buscando algo que no interacciona casi con la materia normal ni con los fotones y lo estamos haciendo precisamente con instrumentos basados en materia normal y fotones. Es como querer coger agua con una raqueta de tenis. Cualquiera que sea la respuesta, tanto si los WIMPs existen como si no, significará un gran descubrimiento científico cuando la encontremos, sabremos mejor de qué material está hecho la mayor parte del universo.

Pablo G. Pérez González es investigador del Centro de Astrobiología, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)

Patricia Sánchez Blázquez es profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM)

Vacío Cósmico es una sección en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista científico sino también filosófico, social y económico. El nombre “vacío cósmico” hace referencia al hecho de que el universo es y está, en su mayor parte, vacío, con menos de 1 átomo por metro cúbico, a pesar de que en nuestro entorno, paradójicamente, hay quintillones de átomos por metro cúbico, lo que invita a una reflexión sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo.

Fuente: https://elpais.com/ciencia/2020-12-02/el-universo-exotico.html

 

 

 

¿El universo es un holograma?: la teoría más controvertida sobre el cosmos debería tomarse en serio

"A nadie le gusta saber que no importa, pero bueno, lo sospechábamos", dice riéndose y un tanto resignado el físico Roberto Amparan, al hablar sobre la trascendencia del ser humano dentro del cosmos. Él, es una de las mentes científicas más brillantes de nuestros tiempos.

El físico ha plasmado sus investigaciones sobre la gravedad cuántica en su libro Iluminando el lado oscuro del universo: Agujeros negros, ondas gravitatorias y otras melodías de Einstein, que arroja nueva luz a los secretos más sorprendentes del universo.

Sencillo, Amparan charló con Infobae México de los misterios más profundos del cosmos:  la teoría de las supercuerdas, agujeros negros, la relatividad general, el sentido del universo y del cuestionado Principio Holográfico.

"Podemos hablar del multiverso que es de las teorías más controvertidas, hay gente que dice que no quiere ni hablar ni oír de eso porque no es ciencia, y otras que sí.  Ahora no lo sabemos, el tiempo lo dirá, yo creo que sí que hay que tomarlo en serio", explica el físico sobre el Principio Holográfico.

Representación artística del agujero negro (Crédito: Archivo del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de México)

En los últimos tiempos, una de las teorías más polémicas sobre el universo es la que los físicos Gerard ´tHooft y Leonard Susskind propusieron en la década de los 90 y se le conoce como Principio Holográfico, dicha teoría postula la hipótesis de que el universo puede ser interpretado como un holograma.

Al respecto, Amparan opina que hay que tomarlo en serio, aunque aún no se ha demostrado nada, dice que los estudios que se están realizando tienen bases científicas y "es posible".

"Puede existir un multiverso y puede haber un universo en que la descripción fundamental del universo sea del tipo holográfico, y que en realidad estas tres dimensiones espaciales y una dimensión del tiempo que tenemos son parte de ello, de una ilusión holográfica; ten cuidado con lo que estoy diciendo,  pero es posible, es posible de una manera que todavía no entendemos, dentro de un tiempo quizá", dice sagaz.

El físico afirma que "teorías extravagantes", como pudiera parecer la del Principio Holografico se han estudiado desde siempre, sin embargo hay unas que se estudian de manera seria y otras no tanto, como la de que el universo es una simulación virtual, una especie de Matrix: "Es algo que no es una de las teorías que se están investigando de forma seria, sino es entretenimiento, no es una rama dominante de la llamada  cosmología".

En cambio, "que el universo es una especie de holograma, esto sí que es más serio, esto sí que es una posibilidad que se considera seriamente. Se está desarrollando de manera especulativa, no sabemos en qué sentido podríamos ser nosotros un holograma de algo más básico, pero esto sí que se estudia de una forma más seria. Eso sí tiene mayor base científica".

Amparan habló sobre la teoría del multiverso. (Foto: Pixabay)

Amparan explica que sí puede existir un multiverso, "que es la posibilidad de que nuestro universo sea parte de una entidad más grande en la que han ocurrido, de la misma manera que tú puedes tener un líquido en el que pueden aparecer diferentes burbujas, y que cada una esas burbujas sea como un universo, que haya diferentes universos-burbujas en una estructura más grande, eso es posible. Yo creo que es posible".

"Hay una cosa, esto tiene que ver con una teoría cuántica de la gravedad que unifica la física cuántica con la física de la gravedad, que tiene relación con lo que se conoce también como teoría de las cuerdas, supercuerdas,  y dentro de este contexto hay lo que se llama el `Principio Holográfico´, que dice que un sistema donde existe la gravedad, donde existe la física cuántica en realidad aparece de forma efectiva como una especie de hologramas de algo más fundamental", abunda el físico.

"¿Dónde está el holograma ? Eso no te lo puedo decir", sentencia Amparan.

Con la analogía de una manguera, el físico expone en que consiste el polémico Principio Holográfico: "Imagínate que es una especie de manguerita, un tubo y este tubo tiene dos dimensiones una muy pequeña la del circulito y después una más larga, que es lo largo en lo que te mueves; entonces si tú miras un tubo, una manguera desde muy lejos te parece que es algo que solamente tiene una dimensión pero si lo mires más de cerca ves que en realidad tiene dos dimensiones, entonces quizá nuestro universo sería algo parecido, si miras longitudes que sean muy grandes el universo tendría solo tres dimensiones, pero si fuéramos a distancias más pequeñas entonces podríamos ver qué hay otra dirección adicional que será muy pequeñita que sería otra dimensión, que nosotros no podemos verla".

En el marco de un festival cultural realizado en Querétaro, el científico español afirma que la curiosidad es lo que ha llevado a la humanidad a hacer los grandes descubrimientos para tratar de entender un poco el cosmos; y a su parecer, dichos descubrimientos nos han hecho replantearnos nuestro papel en el universo, que a decir de Amparan es insignificante en comparación a lo que hay allá afuera.

Compilado de fotografías EFE/NASA)

Describe al ser humano como a un simio que ha perdido el pelo (unos más que otros dice con humor), que ha llegado hacer grandes descubrimientos sin siquiera salir de este mundo.

"Eso somos, unos simios de la sabana con unos pocos miles de años de historia, que estamos en general penetrando en el universo en cosas impresionantes".

Sin embargo, acota que también nuestra naturaleza es una contradicción casi tan grande como los mismos  secretos del cosmos revelados.

"Somos capaces de descubrimientos como el de las ondas gravitatorias, porque lo que estamos sintiendo ahí es estremecerse el universo,  es una cosa que es tremenda,  es cómo el espacio-tiempo vibran…. Como especie somos capaces de hacer esos logros y estar orgullosos de todo lo que estamos aprendiendo del universo… Pero por otra, ahora estamos destrozándolo  y quizás llevándonos a nuestra propia extinción".

Con una pequeña sonrisa lanza un duro cuestionamiento: "Entonces ¿qué somos, inteligentes o estúpidos?".

"Pues es una mezcla de las  dos cosas, una mezcla bastante interesante, pero lo que yo espero es que gane la segunda, no lo sé (si se vaya a acabar el mundo) pero estamos en una situación bastante difícil",  se contesta el mismo rápidamente.

Amparan recuerda desde que tiene memoria le interesaba la naturaleza, las matemáticas y el cosmos, "le parecía fascinante". Luego descubrió que  estudiando todo esto junto podía aprender cosas como los agujeros negros.

Explica que los descubrimientos y las investigaciones que se están realizando hoy, el día de mañana tal vez tengan una aplicación práctica en la vida de las personas, como las investigaciones de Einstein, que luego de 1oo años se pudieron comprobar y aplicar.

"Hoy en día con los agujeros negros, estas fotografías de las ondas gravitatorias, son predicciones que se pudieron hacer hace mucho tiempo,  pero han llevado casi 100 años verificar las ondas gravitatorias , ya lo había dicho Einstein el 1916, pero llevó un siglo, primero, desarrollar la teoría para entender mejor otras implicaciones, los hoyos negros y después también desarrollar la tecnología capaz de detectar estas ondas".

A la pregunta de si considera que Dios existe, él prefiere cambiarla por "¿Qué sentido tiene el universo, o tiene sentido el universo?".

(Crédito: Archivo del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de México)

"Me parece más interesante si el  universo en el que vivimos tiene algún sentido. Yo no lo sé, pero creo que quizás sí lo tenga, cuál es este sentido no lo sé, lo que sí me parece es que lo que nos dice la ciencia es que quizá el universo tenga un sentido, pero nosotros como individuos, yo como individuo, yo creo que no soy muy relevante en el universo y eso cuesta mucho trabajo aceptarlo. Yo creo que una de las cosas que la ciencia nos ha dado es esta idea, de que parece que somos insignificantes e irrelevantes pero a ver no lo sabemos", dice sonriendo Amparan.

Fuente: https://www.infobae.com/america/mexico/2019/09/23/el-universo-es-un-holograma-la-teoria-mas-controvertida-sobre-el-cosmos-deberia-tomarse-en-serio/

 

30 años del Hubble en sus imágenes más espectaculares

La nebulosa de la Laguna, un vivero estelar a 4.000 años luz de distancia, muestra un extraordinario tapiz de nacimiento de estrellas

 

Nos ha mostrado el universo como ningún otro instrumento construido por la humanidad. Sus imágenes espectaculares han desplegado ante nosotros maravillas como estrellas nacientes, hermosas nebulosas que parecen batir sus alas o detalles sin precedentes de otros mundos, ofreciendo al mismo tiempo fantásticos descubrimientos científicos inimaginables en un pasado no muy lejano. El telescopio espacial Hubble cumple este viernes 30 años en órbita. Si hace una década, en su 20 aniverario, decíamos que era el más famoso de la Historia, hoy sigue sin ser destronado.
Nuestro gran ojo en el espacio fue lanzado por la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) el 24 de abril de 1990 a bordo del transbordador espacial Discovery. Al día siguiente, los astronautas lo liberaron para que comenzara su viaje de descubrimientos. Entonces, nadie habría apostado que seguiría en marcha tres décadas después.
El cubo robótico, de unos 13 metros de largo y 4 de diámetro, mantiene una órbita circular alrededor de la Tierra a unos 593 kilómetros sobre el nivel del mar, lo que le permite evitar las turbulencias de la atmósfera y obtener imágenes de mayor resolución que un telescopio terrestre. Con su visión en ultravioleta, visible e infrarrojo cercano, el Hubble ha mostrado propiedades del espacio y tiempo. Ha investigado nuestro propio sistema solar y ha caracterizado las atmósferas de los planetas alrededor de otros soles. Nos ha mostrado cómo se forman, viven y mueren las estrellas. Ha revelado detalles intrincados de las formas, estructuras e historias de las galaxias, y ha descubierto agujeros negros supermasivos en los centros galácticos. Observando la frontera cósmica, el telescopio ha descubierto algunas de las primeras galaxias del universo y ha explorado la naturaleza de la enigmática materia oscura.

Sin embargo, no todo ha sido fácil. El Hubble ha tenido que ser sometido a varias reformas, cinco en total, para reparar sus espejos. Pese a todo, hoy continúa produciendo ciencia innovadora, ayudando a responder aún más sobre las principales preguntas de la astronomía. Hace tan solo unos días, sus observaciones revisadas mostraban que Fomalhaut b, que se creía un planeta extrasolar a 25 años luz de distancia, no es más que la nube de escombros en expansión de dos cuerpos helados que chocaron entre sí. En el futuro, se asociará con los próximos grandes observatorios de la NASA, el James Webb Space Telescope y el Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), para proporcionar ciencia complementaria.
Las grandes capacidades del Hubble se representan sobre todo en sus imágenes. Estas son algunas de las más icónicas, aunque su catálogo es inmenso.

Justo a tiempo para el lanzamiento de la película «Star Wars Episodio VII: El despertar de la fuerza», el Hubble fotografiaba lo que parece un sable de luz cósmico de doble hoja. Es una estrella recién nacida en la nebulosa Herbig-Haro 24 (HH24) oculta a la vista directa.

Esta imagen, llamada "Los pilares de la Creación», es probablemente la imagen más famosa del Hubble. Están hechos de hidrógeno frío mezclado con polvo, en la nebulosa del Águila.

Vistas del sistema de anillos de Saturno y detalles de su atmósfera

El corazón de nuestra galaxia, la Vía Láctea, repleto de estrellas

La nebulosa de la burbuja. Una enorme burbuja lanzada al espacio por una estrella caliente y masiva.

La galaxia Whirlpool ilustra el gran diseño de una galaxia en espiral.

La Gran Mancha Roja de Júpiter, una gran tormenta que se mueve en sentido antihorario entre dos bandas de nubes en direcciones opuestas

La estrella gigante Eta Carinae, propensa a estallidos violentos

M104, la galaxia del sombrero.

La nebulosa Cabeza de Caballo en la constelación de Orión.

Las estructuras intrincadas creadas por una estrella moribunda en la nebulosa Ojo de Gato

LHCb explores the beauty of lepton universality

by Ana Lopes, CERN

  The LHCb experiment at CERN. Credit: CERN 

The LHCb collaboration has reported an intriguing new result in its quest to test a key principle of the Standard Model called lepton universality. Although not statistically significant, the finding—a possible difference in the behavior of different types of lepton particles—chimes with other previous results. If confirmed, as more data are collected and analyzed, the results would signal a crack in the Standard Model.

Lepton universality is the idea that all three types of charged lepton particles—electrons, muons and taus—interact in the same way with other particles. As a result, the different lepton types should be created equally often in particle transformations, or "decays," once differences in their mass are accounted for. However, some measurements of particle decays made by the LHCb team and other groups over the past few years have indicated a possible difference in their behavior. Taken separately, these measurements are not statistically significant enough to claim a breaking of lepton universality and hence a crack in the Standard Model, but it is intriguing that hints of a difference have been popping up in different particle decays and experiments.
The latest LHCb result is the first test of lepton universality made using the decays of beauty baryons—three-quark particles containing at least one beauty quark. Sifting through proton–proton collision data at energies of 7, 8 and 13 TeV, the LHCb researchers identified beauty baryons called Λb0 and counted how often they decayed to a proton, a charged kaon and either a muon and antimuon or an electron and antielectron.
The team then took the ratio between these two decay rates. If lepton universality holds, this ratio should be close to 1. A deviation from this prediction could therefore signal a violation of lepton universality. Such a violation could be caused by the presence in the decays of a never-before-spotted particle not predicted by the Standard Model.
The team obtained a ratio slightly below 1 with a statistical significance of about 1 standard deviation, well below the 5 standard deviations needed to claim a real difference in the decay rates. The researchers say that the result points in the same direction as other results, which have observed hints that decays to a muon–antimuon pair occur less often than those to an electron–antielectron pair, but they also stress that much more data is needed to tell whether this oddity in the behavior of leptons is here to stay or not.

 Fuente:https://phys.org/news/2020-01-lhcb-explores-beauty-lepton-universality.html

Beyond the brim, Sombrero Galaxy's halo suggests turbulent past

by Claire Andreoli / Rob Gutro, NASA's Goddard Space Flight Center







On the left is an image of the Sombrero galaxy (M104) that includes a portion of the much fainter halo far outside its bright disk and bulge. Hubble photographed two regions in the halo (one of which is shown by the white box). The images on the right zoom in to show the level of detail Hubble captured. The orange box, a small subset of Hubble's view, contains myriad halo stars. The stellar population increases in density closer to the galaxy's disk (bottom blue box). Each frame contains a bright globular cluster of stars, of which there are many in the galaxy's halo. The Sombrero's halo contained more metal-rich stars than expected, but even stranger was the near-absence of old, metal-poor stars typically found in the halos of massive galaxies. Many of the globular clusters, however, contain metal-poor stars. A possible explanation for the Sombrero's perplexing features is that it is the product of the merger of massive galaxies billions of years ago, even though the smooth appearance of the galaxy's disk and halo show no signs of such a huge disruption. Credit: NASA/Digitized Sky Survey/P. Goudfrooij (STScI)/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Surprising new data from NASA's Hubble Space Telescope suggests the smooth, settled "brim" of the Sombrero galaxy's disk may be concealing a turbulent past. Hubble's sharpness and sensitivity resolves tens of thousands of individual stars in the Sombrero's vast, extended halo, the region beyond a galaxy's central portion, typically made of older stars. These latest observations of the Sombrero are turning conventional theory on its head, showing only a tiny fraction of older, metal-poor stars in the halo, plus an unexpected abundance of metal-rich stars typically found only in a galaxy's disk, and the central bulge. Past major galaxy mergers are a possible explanation, though the stately Sombrero shows none of the messy evidence of a recent merger of massive galaxies.
"The Sombrero has always been a bit of a weird galaxy, which is what makes it so interesting," said Paul Goudfrooij of the Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland. "Hubble's metallicity measurements (i.e., the abundance of heavy elements in the stars) are another indication that the Sombrero has a lot to teach us about galaxy assembly and evolution."
"Hubble's observations of the Sombrero's halo are turning our generally accepted understanding of galaxy makeup and metallicity on its head," added co-investigator Roger Cohen of STScI.
Long a favorite of astronomers and amateur sky watchers alike for its bright beauty and curious structure, the Sombrero galaxy (M104) now has a new chapter in its strange story—an extended halo of metal-rich stars with barely a sign of the expected metal-poor stars that have been observed in the halos of other galaxies. Researchers, puzzling over the data from Hubble, turned to sophisticated computer models to suggest explanations for the perplexing inversion of conventional galactic theory. Those results suggest the equally surprising possibility of major mergers in the galaxy's past, though the Sombrero's majestic structure bears no evidence of recent disruption. The unusual findings and possible explanations are published in the Astrophysical Journal.
"The absence of metal-poor stars was a big surprise," said Goudfrooij, "and the abundance of metal-rich stars only added to the mystery."
In a galaxy's halo astronomers expect to find earlier generations of stars with less heavy elements, called metals, as compared to the crowded stellar cities in the main disk of a galaxy. Elements are created through the stellar "lifecycle" process, and the longer a galaxy has had stars going through this cycle, the more element-rich the gas and the higher-metallicity the stars that form from that gas. These younger, high-metallicity stars are typically found in the main disk of the galaxy where the stellar population is denser—or so goes the conventional wisdom.
Complicating the facts is the presence of many old, metal-poor globular clusters of stars. These older, metal-poor stars are expected to eventually move out of their clusters and become part of the general stellar halo, but that process seems to have been inefficient in the Sombrero galaxy. The team compared their results with recent computer simulations to see what could be the origin of such unexpected metallicity measurements in the galaxy's halo.
The results also defied expectations, indicating that the unperturbed Sombrero had undergone major accretion, or merger, events billions of years ago. Unlike our Milky Way galaxy, which is thought to have swallowed up many small satellite galaxies in so-called "minor" accretions over billions of years, a major accretion is the merger of two or more similarly massive galaxies that are rich in later-generation, higher-metallicity stars.
The satellite galaxies only contained low-metallicity stars that were largely hydrogen and helium from the big bang. Heavier elements had to be cooked up in stellar interiors through nucleosynthesis and incorporated into later-generation stars. This process was rather ineffective in dwarf galaxies such as those around our Milky Way, and more effective in larger, more evolved galaxies.
The results for the Sombrero are surprising because its smooth disk shows no signs of disruption. By comparison, numerous interacting galaxies, like the iconic Antennae galaxies, get their name from the distorted appearance of their spiral arms due to the tidal forces of their interaction. Mergers of similarly massive galaxies typically coalesce into large, smooth elliptical galaxies with extended halos—a process that takes billions of years. But the Sombrero has never quite fit the traditional definition of either a spiral or an elliptical galaxy. It is somewhere in between—a hybrid.
For this particular project, the team chose the Sombrero mainly for its unique morphology. They wanted to find out how such "hybrid" galaxies might have formed and assembled over time. Follow-up studies for halo metallicity distributions will be done with several galaxies at distances similar to that of the Sombrero.
The research team looks forward to future observatories continuing the investigation into the Sombrero's unexpected properties. The Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), with a field of view 100 times that of Hubble, will be capable of capturing a continuous image of the galaxy's halo while picking up more stars in infrared light. The James Webb Space Telescope will also be valuable for its Hubble-like resolution and deeper infrared sensitivity.
Fuente: https://phys.org/news/2020-02-brim-sombrero-galaxy-halo-turbulent.html