martes, 4 de abril de 2017

Galaxias distantes como la Vía Láctea aparecen enterradas en superhalos



Un par de galaxias similares a la Vía Láctea observadas tal y como eran cuando el Universo tenía tan solo un 8% de su edad actual, aparecen rodeadas de 'superhalos' de gas de hidrógeno. 

Estos envoltorios se extienden varias decenas de miles de años luz más allá de los discos de polvo y estrellas que los rodean, según revela la extrema sensibilidad del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

Al principio los astrónomos detectaron estas galaxias mientras estudiaban la intensa luz de unos cuásares aún más distantes. En su trayecto hasta la Tierra, al atravesar una galaxia situada en su camino, esta luz absorbe las características espectrales únicas del gas de esa galaxia. Sin embargo, esta técnica normalmente impide a los astrónomos ver la luz emitida por la galaxia, que termina siendo opacada por la emisión mucho más brillante del cuásar ubicado en el fondo.

"Imagina una luciérnaga al lado de un foco de alta potencia. Esas son las condiciones a las que se enfrentan los astrónomos cuando observan estas versiones jóvenes de nuestra galaxia", explica Marcel Neeleman, investigador de posdoctorado de la Universidad de California (Santa Cruz) y autor principal de un artículo que se publicará en la revista Science. "Ahora podemos ver las galaxias mismas, lo cual nos da una oportunidad única para estudiar la infancia de nuestra galaxia y de otras galaxias similares".

Con ALMA, los astrónomos pudieron finalmente observar el "brillo" natural emitido en longitudes de onda milimétricas por el carbono ionizado presente en las zonas densas y polvorientas de las galaxias, donde se forman las estrellas. Sin embargo, esta huella de carbono está considerablemente separada del gas detectado a través de la absorción del cuásar. Esta separación extrema indica que el gas de las galaxias se extiende mucho más allá de sus discos llenos de estrellas, lo cual significaría que cada galaxia está rodeada de un monstruoso halo de gas de hidrógeno.

"Esperábamos ver una débil emisión justo encima del cuásar, y en cambio observamos una intensa emisión de carbono proveniente de las galaxias con grandes separaciones con respecto al cuásar", cuenta J. Xavier Prochaska, profesor de astronomía y astrofísica de la Universidad de California (Santa Cruz) y coautor del artículo. La separación entre el cuásar y las galaxias observadas es de unos 137.000 años luz para una galaxia y de unos 59.000 años luz para la otra.

De acuerdo con los investigadores, el gas de hidrógeno neutro revelado por la absorción de luz de cuásar probablemente forma parte de un gran halo, o quizá de un extenso disco de gas que rodea la galaxia. "No proviene del mismo lugar donde se forman las estrellas, y el hecho de que haya tanto gas tan lejos de la zona incubadora significa que hay una gran cantidad de hidrógeno neutro alrededor de la galaxia", afirma Neeleman.

Los nuevos datos de ALMA muestran que estas jóvenes galaxias ya están rotando, lo cual constituye uno de los rasgos distintivos de las galaxias espirales masivas que vemos hoy en el Universo. Las observaciones de ALMA también revelaron que ambas galaxias forman estrellas a una velocidad bastante acelerada: más de 100 masas solares por año en una y cerca de 25 masas solares por año en la otra.

"Estas galaxias parecen ser fábricas de estrellas veloces, masivas y polvorientas, con grandes y extensas capas de gas", señala Prochaska.

"ALMA resolvió una incógnita sobre la formación de las galaxias que venía arrastrándose desde hace décadas", celebra Chris Carilli, astrónomo del Observatorio Radioastronómico Nacional de Estados Unidos (Socorro, Nuevo México) y coautor del artículo. "Ahora sabemos que al menos algunas galaxias muy jóvenes tienen halos mucho más extensos de lo que se creía, y que estos pueden ser el material necesario para alimentar el crecimiento galáctico".

Las galaxias, conocidas oficialmente como ALMA J081740.86+135138.2 y ALMA J120110.26+211756.2, están a unos 12.000 millones de años luz de la Tierra. Los cuásares situados detrás de ellas están a unos 12.500 millones de años luz.


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Fuente: http://elblogantares.blogspot.com.es/2017/04/galaxias-distantes-como-la-via-lactea.html

Una investigación abre la puerta a que solo uno de los siete planetas de Trappist-1 pueda albergar vida




Una investigación elaborada por del científico Eric Wolf, del Laboratorio de Física y Atmósfera Espacial de la Universidad de Colorado (EE.UU.) ha abierto la puerta a la posibilidad de que solo uno de los siete planetas alrededor de Trappist-1 pueda realmente albergar vida.

El pasado mes de febrero, un grupo de astrónomos descubria este sistema de siete planetas del tamaño de la Tierra a 40 años luz de distancia y apuntaban que tres de los planetas se encuentran en la zona habitable y podrían albergar océanos de agua en sus superficies, aumentando la posibilidad de que el sistema pudiese acoger vida.

Sin embargo, a través de un modelo climático realizado en 3D y publicado en arxiv.org, Wolf ha concretado que "el planeta del medio (e) representa la mejor oportunidad para un mundo habitable en el sistema Trappist-1". Mientras, ha explicado que "si alguna vez existió agua en los planetas interiores (b, c, y d) habrían sido sometidos a un efecto invernadero fuera de control y se hubiera perdido su agua hacia el espacio, lo que les deja hoy secos".

Asimismo, ha indicado que "por el contrario, los tres planetas exteriores (f, g, y h) caen más allá del borde exterior máximo de CO2 de efecto invernadero de la zona habitable" y los resultados del modelo muestran que los planetas exteriores no pueden ser calentados.

Igualmente, los responsabñles del hallazgo ya señalaron que los modelos climáticos sugieren que los planetas más interiores de TRAPPIST-1 son probablemente demasiado calientes para albergar agua líquida, excepto tal vez en una pequeña fracción de sus superficies.

Además, indicaron que la distancia orbital del planeta más externo del sistema, TRAPPIST-1h, no se ha confirmado, aunque es probable que sea demasiado distante y frío para albergar agua líquida, suponiendo que no esté teniendo lugar ningún proceso de calentamiento alternativo.

Pos su parte, el Telecopio Espacial Hubble de NASA/ESA ya está siendo utilizado para buscar atmósferas alrededor de los planetas y el miembro del equipo, Emmanuël Jehin, se mostró entusiasmado con las futuras posibilidades. "Con la próxima generación de telescopios como el E-ELT (European Extremely Large Telescope de ESO), y el telescopio espacial JWST (NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope) pronto podremos buscar agua e incluso pruebas de vida en estos mundos", indicó hace unas semanas, coincidiendo con la publicación del descubrimiento.



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Fuente:http://elblogantares.blogspot.com.es/2017/04/una-investigacion-abre-la-puerta-que.html

jueves, 23 de marzo de 2017

Unificación de la Mecánica Cuántica y la Relatividad General

El Universo de ondas cuánticas de Milo Wolff dice superar las dificultades y las paradojas de la Teoría Cuántica convencional y la Relatividad General, lo cual tendría aplicaciones en electrónica y Cosmología , dice la Dra. Mae-Wan Ho.
Por la Dra. Mae-Wan Ho
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Teoría de la estructura ondulatoria de la materia
Milo Wolff (ya retirado), físico matemático de origen estadounidense y experto en software informático, ha tenido una trayectoria muy diversa (1). Ha desempeñado algunas cátedras en el Lejano Oriente, en el Instituto de Tecnología de Massachusets (MIT) e intervenido en el desarrollo de los sistemas de navegación de los cohetes Apollo. Pero su fama le viene sobre todo por la teoría de la estructura ondulatoria de la materia, según la cual el electrón estaría representado por dos ondas cuánticas esféricas, una moviéndose radialmente hacia afuera y la otra moviéndose radialmente hacia dentro, dando lugar a ondas estacionarias, en cuyo centro se encontraría nominalmente la partícula, el electrón. Estas ondas cuánticas se extienden por todo el Universo; todas las ondas se mezclan e interfieren entre sí. Esta representación es capaz de superar las grandes paradojas y dificultades de la Teoría Cuántica convencional y de la Relatividad General (2,3).
Antecedentes
El físico y filósofo austríaco Ernst Mach (1838-1916) propuso en 1883 que la Ley de la Inercia dependía de toda la materia del Universo (4):
“La inercia de cualquier sistema es el resultado de su interacción con el resto del Universo. En otras palabras, cada partícula del universo ejerce una influencia sobre todas las demás partículas… Cuando el metro se detiene bruscamente, son las estrellas fijas las que tiran bruscamente hacia abajo”.
Esto se conoce como el principio de Mach.
- Formación de Ondas Estacionarias - Representan las Ondas como Transversales, como ondas en el agua, ondas en una cuerda - algo engañoso comparado con las ondas reales en el espacio (fuente: Gabriel LaFrenière )
– Formación de Ondas Estacionarias – Representan las Ondas como Transversales, como ondas en el agua, ondas en una cuerda – algo engañoso comparado con las ondas reales en el espacio (fuente: Gabriel LaFrenière )
La Teoría de la Relatividad General de Albert Einstein estuvo influenciada por el principio de Mach (5,6), aunque no se incluye en la teoría. La razón estriba en los fundamentos mismos de la Física Clásica.
Los fundamentos de la Física Clásica se derivan de las ecuaciones del físico matemático escocés James Clerk Maxwell (1831-1879), que representa la materia como cargas puntuales y ondas electromagnéticas. El físico teórico inglés Paul Dirac (1902-1984) nunca aceptó la idea de las partículas puntuales porque la Ley de fuerzas de Coulomb tendría que ser corregida mediante renormalización (7):
No estaríamos aplicando las matemáticas de una manera sensata. Utilizar las matemáticas de manera sensata implica un cierto descuido hacia las cantidades excesivamente pequeñas, pero no cuando se rechazan cantidades infinitamente grandes”.
El físico cuántico austríaco Erwin Shrörinder (i887-1961) también propuso que se eliminasen las partículas puntuales considerando una estructura de onda cuántica (8):
Lo que observamos como cuerpos y fuerzas materiales no serían más que formas y variaciones en la estructura del espacio”.
En 1928, Dirac buscaba una conexión entre la conservación de la energía dada por la fórmula E2 = p2c2 + m02cy la teoría cuántica de Shrödinger. Escribió:
La nueva mecánica cuántica, cuando se aplica al problema de la estructura del átomo y se consideran los electrones como una carga puntual, no se obtienen unos resultados que concuerden con la experimentación”.
Utilizó el concepto de spin, que había sido introducido previamente por otros, entre ellos el físico teórico austríaco Wolfgang Pauli (1900-1958), que terminó diciendo que la ecuación de Dirac produce unos resultados experimentales correctos, pero que la magnitud del spin (momento angular orbital) no sería una constante (9,10).
Los físicos teóricos estadounidenses John Archibald Wheeler (1911-2008) y Richard Feynman (1918-1988) trataron de abordar el mismo problema modelando el electrón como ondas esféricas hacia dentro y hacia fuera para explicar las fuerzas de radiación, pero fallaron porque no hay soluciones esféricas en las ecuaciones vectoriales de ondas electromagnéticas.
Sustitución de las partículas puntuales y ondas electromagnéticas vectoriales por ondas esféricas cuánticas
La estructura de onda de Milo Wolff (2,3) sustituye las partículas puntuales y las ondas electromagnéticas por ondas cuánticas escalares esféricas de entrada y salida (en oposición a las ondas electromagnéticas vectoriales de Wheeler y Feynman). Esta estructura de onda cuántica para el electrón posee todas las propiedades experimentales del electrón y elimina las paradojas de la Mecánica Cuántica y la Cosmología. La no consideración del electrón como una partícula material también elimina la interpretación probabilística de las funciones de onda, es decir, “Dios no juega a los dados”, como dijo Einstein.
Hay dos soluciones de ondas esféricas:
Onda de salida Øout = (1/rØo eiwtkr                                  (1a)
Onda de entrada Øin  = (1/rØo eiwt+kr                                  (1b)
Donde Ø es una amplitud de onda escalar; w la frecuencia 2pmc2/h, k es el número de onda; r es el radio del centro de onda. Estas dos ondas se pueden combinar en sólo dos formas que se convierten en las estructuras del electrón-positrón.
Electrón Øin – Øout + CW spin                                   (2a)
Positrón Øout – Øin + CCW spin                                (2b)
CW (en sentido horario) y CCW (en sentido contrario a las agujas del reloj) son operadores de rotación (spin) de las ondas en el centro. Cada par de ondas contiene una onda interna que gira dos veces en el centro convirtiéndose en una onda saliente [Figura 1] (3). La razón de esto es que las ondas esféricas deben cambiar continua y suavemente la amplitud cuando cambia la dirección del movimiento sin retorcer el espacio, y sólo hay una manera de hacerlo, con la rotación CW o CCW.
Se ha demostrado (12) que en la rotación esférica, el espacio vuelve a su estado inicial después de dos vueltas, y cualquier oscilador exponencial eiwt  es un spinor. En una rotación esférica no hay un eje fijo. La simetría esférica se conserva porque el centro de rotación es un punto. Es significativo que sólo el espacio tridimensional tenga esta propiedad única. Wolff se dio cuenta de que las ondas exponenciales de entrada-salida eran los spinors físicos reales que satisfacían la ecuación de Dirac. La rotación e inversión de la amplitud de onda hacia dentro en el centro puede representarse por el álgebra del spinor de Dirac. Un sentido de rotación produce el electrón, el otro, el positrón. Esta es la razón por la que cada partícula cargada tiene una antipartícula. Los dos giros de la onda en cada ciclo produce un momento angular de + h/4p, el resultado de Dirac. Tanto la amplitud como la dirección de las ondas son exactamente opuestas en el electrón y el positrón, razón por la cual su superposición produce experimentalmente su neutralización.
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Onda entrante + onda saliente = onda estacionaria
(fuente: Gabriel LaFrenière )
Figura 1.– Las ondas esféricas del electrón y del positrón
Las ondas esféricas de un electrón inicial se encuentran con las ondas de otros electrones. En cada encuentro, una señal del electrón inicial se transfiere a las ondas de salida de otros electrones. Las ondas generadas se convierten en una combinación de Huygens (un solo frente de onda) para la entrada de onda del electrón inicial. Esta entremezcla de ondas hace que cada partícula sea un holograma tridimensional de todos los demás en el Universo (2) [Figura 2]
Figura 2: Formación de ondas cuánticas en sucesivas oleadas
Figura 2: Formación de ondas cuánticas
en sucesivas oleadas
Intercambio de energía a través de las ondas cuánticas y acción a distancia
La transferencia de energía carece de un mecanismo en el marco clásico. Woff (13) amplió el principio de Mach para calcular la densidad del medio de onda como la suma de las ondas de cada partícula (1080) en nuestro universo, teniendo en cuenta la ley del cuadrado inversamente proporcional a la distancia. A partir de la densidad del medio, la amplitud de las ondas y el movimiento de cada partícula pueden calcularse porque la velocidad de onda está determinada por la densidad del espacio. La transferencia de energía llevada a cabo por las ondas cuánticas del electrón a la velocidad es percibida por nosotros como ondas de luz.
El principio de Mach fue criticado porque parecía requerir de una acción instantánea a distancia. La respuesta es que el intercambio de energía debido a las ondas cuánticas se está produciendo continuamente en el espacio vacío. Esa es la base de la acción instantánea a distancia. La inercia es una interacción entre un objeto acelerado y su espacio circundante. La densidad del espacio determina la forma de la materia (centros de ondas), y a la inversa, cada centro de onda (materia) contribuye a la densidad del espacio del universo [“El espacio le indica a las ondas cómo comportarse y las ondas le dicen al espacio lo que es”. ] Esto es esencialmente el mismo bucle de retroalimentación que está implícito en la Relatividad General de Einstein.
Wolff (13) también derivó una relación entre el radio efectivo r del electrón, el radio R del Universo de Hubble (en expansión) y el número de partículas N del Universo, lo que se ha denominado Ecuación del Cosmos.
r2 = R2/(3N)
El valor de r corresponde a la estimación clásica del radio del electrón ~10-15 m. Las ondas de un electrón tienen una densidad de onda máxima finita en el centro, eliminando así la necesidad de una renormalización, algo que inquietaba a Dirac, Feynman y otros.
Leyes naturales
Wolff proporciona un resumen de las leyes naturales que pueden derivarse de la estructura del electrón en las ecuaciones (2a, 2b) (3), algunas de las cuales ya se han mencionado.
a.- El efecto Doppler entre dos estructuras de onda que se mueven una en relación a la otra, el observador y la fuente, se puede deducir utilizando las matemáticas de Doppler. Se calcula escribiendo dos ondas con las ecuaciones (2a, 2b) para dos electrones relativamente móviles. El efecto Doppler se inserta tanto en las ondas que entran como en las que salen. Entonces uno se encuentra que por el efecto Doppler resultante de cada una de las ondas, que contienen la masa y la frecuencia, se produce un factor de incremento de masas relativista (que tendrá aplicación en la nueva cosmología). La longitud de onda Doppler se obtiene mediante la fórmula de Broglie l = h/y la velocidad de la fase contiene la longitud de onda de Compton l = h/mc. No parece existir ninguna dependencia de la dirección de la velocidad relativa, como se observa experimentalmente, y no había ninguna explicación teórica antes de la estructura de onda de la materia de Wolf. Como la onda que entra y la que sale tienen papeles simétricos en el efecto Doppler, no puede haber ninguna dependencia respecto de la dirección.
b.– Las ondas de electrones y positrones se aniquilan cuando se superponen.
c.- El spin de h/4p debe dar una doble rotación en el centro de la onda de entrada para convertirse en la onda de salida.
d.– La conservación de la energía, porque sólo los estados idénticos de onda pueden resonar entre sí, produciendo cambios de frecuencia iguales y opuestos (energía).
e.– Las interacciones de la fuerza eléctrica parecen producirse (como propone Schröringer) en los centros de alta densidad y los centros de onda aparecen como cargas puntuales.
f.- La gravedad se produciría del siguiente modo: la onda entrante que llega al centro establece la posición y el movimiento de una partícula. La materia cercana modifica la densidad del medio circundante. El cambio de densidad del medio cambia el movimiento de la onda, moviendo la partícula hacia la materia, apareciendo la gravedad y otras fuerzas.
g.- La carga, la paridad y la invarianza del tiempo de transformación de un electrón , algo conocido en la Mecánica Cuántica desde hace muchos años, y que se encuentran en las ecuaciones (2a, 2b).
h.- La inercia aparece por la aceleración de la materia que cambia su frecuencia Doppler en relación al medio de onda. La restauración del equilibrio de la frecuencia produce intercambios de energía con el medio, que se muestra como una fuerza local F = ma. El intercambio total de energía seguirá la regla relativista (a) anterior, la cual a pequeña velocidad se convierte en la familiar energía cinética E = ½ mv2.
Aplicaciones
collective_electrodynamicsLa consecuencia electromagnética de la estructura ondulatoria de la materia de Wolff fue investigada por Carver Mead, un ingeniero del Instituto de Tecnología de California, en su premiado libro Colectiva Electrodinámica [14]. Este libro se ha hecho muy popular en Silicon Valley porque muestra las formas correctas de resolver el electromagnetismo de los circuitos de transistores, reemplazando las ecuaciones de Maxwell. Es muy probable que tenga otras aplicaciones adicionales en el diseño de microprocesadores y en microelectrónica.
Otra área donde la naturaleza Machiana de la teoría de Wolff y la masa relativista puede encontrar importantes aplicaciones es la Cosmología, especialmente en el desplazamiento intrínseco hacia el rojo de los quásares [15] (La Teoría de los Quásares de Halton Arp revisada, y otros artículos de la serie).
Referencias
  1. Biography of mathematical physicist Dr Milo Wolff. On Truth and Reality, accessed 27 February 2016, http://www.spaceandmotion.com/Wolff-Biography.htm
  2. Wolff M. Spin, the origin of the natural laws, and the binary universe. California Section of the American Physical Society, 30 March 2001, University of California, Irvine, California.
  3. Wolff M. and Haselhurst G. Light and the Electron – Einstein’s last question. Presentation at meeting “Beyond Einstein”, Stanford University, 2004.
  4. Mach E. The Science of Mechanics, Open Court, London, 1960.
  5. Einstein A. The Meaning of Relativity, Princeton University Press, Princeton, 1955.
  6. Lichtenegger H and Mashhoon B. Mach’s Principle. arXiv:physics/0407078v2 [physics.hist-ph] 31 Mar 2008
  7. Dirac P. Quantum electrodynamics. Nature 1937, 174, 321.
  8. Schrödinger E. In Schrödinger – Life and Thought, Cambridge University Press, p. 327, 1989.
  9. Dirac PAM. The quantum theory of the electron. Proc Roy Soc A 1928, 117, 610-23.
  10. Dirac PAM. The quantum theory of the electron. Part II. Proc Roy Soc A 1928, 118, 351-61.
  11. Wheeler JA and Feynman R. Interaction with the absorber as the mechanism of radiation. Rev Mod Phy 1945, 17, 157-181.
  12. Battey-Pratt E and Racey T. Geometric model of fundamental particles. Int J Theor Phys 1980, 19, 437-75.
  13. Wolff M. Fundamental laws, microphysics and cosmology. Physics Essays 1993, 6, 181-203.
  14. Mead C. Collective Electrodynamics, MIT Press, Mass, 2002.
  15. Ho MW. Halton Arp’s theory of quasars re-visited..


Fuente:https://elmundodeloslocos.wordpress.com/2017/03/05/unificacion-de-la-mecanica-cuantica-y-la-relatividad-general/

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