sábado, 27 de septiembre de 2014

Stephen Hawking: El «vacío de Higgs» podría destruir el Universo


El famoso astrofísico británico ha explicado en Tenerife su teoría sobre la posible destrucción de todo el Cosmos a cargo de la partícula más buscada.
El auditorio se llenó por completo para escuchar su intervención en Starmus, el festival de Astronomía y música que se celebra estos días en Canarias. Bajo el sencillo y a la vez estremecedor título de «el Universo como un holograma», Stepen Hawking comenzó su charla. Minutos antes, los asistentes se preguntaban si se referiría a sus últimos trabajos y a la posible destrucción de todo el Universo a manos del Bosón de Higgs, la partícula que confiere a la materia su masa. Pero Hawking no empezó por ahí.
«Pueden oírme?» dijo con su inconfundible voz metálica. «Quiero hablar del Universo como si fuera un holograma, un objeto en dos dimensiones». Justo antes, el tema de Atoma «Hole in the sky» sonaba a todo volumen al tiempo que un vídeo mostraba a Hawking. Todo un espectáculo dentro del espectáculo. [Lea aquí el discurso completo de Stephen Hawking]
«Pero la historia del Universo es la de un objeto Tridimensional que evoluciona en el tiempo, es decir, que es tetradimensional». Por lo que se puede representar como un holograma en una superficie tridimensional.
«A principio de los sesenta adujo Hawking- hubo un gran debate sobre si el Universo había empezado en un tiempo finito. De ser así, la pregunta inevitable es ¿Qué había antes?» Con su inimitable sentido del humor, Hawking se refirió a la célebre pregunta que le hicieron a San Agustín. «¿Qué estaba haciendo Dios antes de crear el Universo? Estaba preparando el Infierno para los que preguntaban cuestiones de este tipo». La teoría alternativa era que el Universo había existido eternamente, lo que creía Aristóteles, porque algo eterno era más perfecto y porque eso evitaba cuestiones incómodas sobre la Creación.
En los sesenta, Hawking y Penrose demostraron que el Universo tenía que haberse creado a partir de una singularidad, «un sitio donde las ecuaciones de la relatividad general no se pueden definir. En consecuencia, la relatividad general clásica no puede predecir cómo debió empezar el Universo. Esta conclusión hacía feliz al Papa Juan Pablo II.»
Pero las cosas han cambiado, y ahora sí que empieza a dibujarse una posibilidad. Para Hawking, «El problema de qué pasa al principio del tiempo es similar a la pregunta de qué pasaba en el borde del mundo cuando la gente pensaba que la Tierra era plana. ¿El mundo es un plato plano, con el mar cayendo por el borde? Eso lo he comprobado de forma experimental. He viajado alrededor del mundo ¡y nunca he caído por el borde! Como todos sabemos, el problema de qué pasa en el borde del mundo se resolvió cuando la gente se dio cuenta de que la Tierra no era un plato plano, sino que tiene una superficie curvada».
Por lo tanto, para Hawking «Preguntar qué pasó antes del inicio del Universo sería una pregunta sin sentido porque no hay nada más al sur que el polo sur. El tiempo imaginario, medido en grados de latitud, tendría un punto cero en el polo sur. «Pero el polo sur no es muy diferente de cada punto en la Tierra, o por lo menos eso es lo que me cuentan».
Y llegó el momento más esperado, su explicación sobre por quéel campo de Higgs podría destruir el Universo. «Observaciones recientes del campo de Higgs han suscitado la posibilidad de que el campo podría no estar en el estado más bajo de energía. Si ése fuera el caso, el campo estaría en un estado de «falso vacío». Podría decaer a un vacío verdadero por fluctuaciones cuánticas, dando lugar a una burbuja de vacío verdadero, que se expandiría a la velocidad de la luz. No lo veríamos acercándose, pero sí nos golpeara, nos destruiría por completo. Afortunadamente, el tiempo de escala del decaimiento del falso vacío es, probablemente, más largo que la edad del Universo».
Hawking se refirió después al satélite Planck y al mapa de alta resolución de las fluctuaciones de temperatura del Universo temprano, alrededor de las cuales se pudo ir agrupando la materia en forma de estrellas y galaxias. Fluctuaciones que parecen ajustarse como un guante a los modelos que predicen un periodo de inflación al principio del Universo, durante el cual éste creció de forma explosiva durante unas pocas fracciones de segundo, tiempo suficiente para las distintas zonas del Universo naciente se separaran de forma casi instantánea.
Si esto hubiera sido así, se habrían generado poderosas ondas gravitacionales que deberían ser detectables en la actualidad. Hawking recordó los esperanzadores resultados anunciados en marzo por los científicos del Detector BICEP2, que desde la Antártida anunció la posible detección de las primeras ondas gravitacionales, lo cual confirmaría el modelo inflacionario del Universo.
Sin embargo, ayer mismo un equipo de investigadores de la misión Planck ponía en duda esos resultados y los achacaba a las interferencias producidas por el polvo cósmico.
Pero Hawking no quiere perder la esperanza. Por eso ha apostado con Neil Turok que las ondas gravitacionales serán detectadas. «Si eso se confirma con observaciones en el futuro, la gravedad cuántica estaría inscrita en el cielo y representaría un holograma del Universo que implicaría energías mucho más altas que ningún acelerador de partículas. Mejor aún, ¡ganaré 200 dólares….canadienses».

Un ciudadano llamado Hawking

Resulta curioso encontrarse con Stephen Hawking en el desayuno. A apenas un par de mesas de distancia, en la cafetería del Ritz Carlton Abama, en Canarias, donde estos días se celebra el festival astronómico Starmus, el genio de la física, el hombre que logró encerrar al Universo en el interior de la mente humana, desayuna tranquila y discretamente. Eso si, ayudado en todo. momento por sus Inseparables asistentes.
Hawking está mucho más débil que la última vez que nos encontramos. Entonces, en su pequeñísimo y abarrotado despacho de la Universidad de Cambridge, el físico aún podía mover una mano, para pulsar una y otra vez el único botón del dispositivo que le permitía ir seleccionando letras, palabras y frases de una serie de menús de la pantalla que siempre tiene delante. Ahora ya ni siquiera puede realizar ese leve movimiento. Y las palabras las selecciona gracias a algunos de los pocos músculos de su cuerpo que aun responden a su voluntad, los de su cara.
De pronto, su inconfundible voz metálica se alza entre el murmullo general y el repiqueteo de las cucharillas de café. «Yes». Una sola palabra, Alta, clara, pero más que suficiente para que sus ayudantes sepan lo que deben hacer.
Tampoco se perdió el genio la cena de gala de la noche anterior, y no ha dejado de asistir ni a una sola de las conferencias de Starmus. Las escucha mezclándose entre las filas de los asistentes, sin protocolos ni lugares especiales. Siempre llega el primero, aunque tenga que estar largos minutos esperando fuera de la sala, antes de cada ponencia. Resulta admirable que una persona con tan tremendas limitaciones no se ahorre ni un solo evento, reunión, ágape o reunión del festival.
Tampoco rehuye el científico el contacto directo con la gente. Y resulta fácil, por ejemplo, pararle en cualquier parte para hacerse una foto con él o, sencillamente, saludarle.

domingo, 21 de septiembre de 2014

No hay ningún dios. Soy ateo



Entrevista a Stephen Hawking. (Imagen: CARLOS GARCÍA POZO / Edición: NACHO 
MORENO)

Stephen Hawking (Oxford, 1942) ya no puede mover ni un dedo. La devastadora enfermedad que empezó a corroer su sistema nervioso, cuando sólo tenía 21 años, ni siquiera le permite manejar el ratón que usaba antes para seleccionar palabras en su ordenador y transmitirlas a través de un sintetizador de voz. Los músculos de su rostro se han convertido en las últimas herramientas corporales que le quedan para comunicarse, activando con la mejilla derecha un sensor acoplado sobre sus gafas.Gracias a esta impresionante tecnología diseñada especialmente para él, Hawking logra mover un cursor en una pantalla y activar así la legendaria voz robótica que habla en su nombre con acento americano. Pero pese al esfuerzo titánico que debe afrontar para compartir sus ideas, ha concedido una entrevista exclusiva para los lectores de EL MUNDO.Cuando aparece sobre su silla de ruedas en el hotel de Tenerife donde tiene lugar nuestro encuentro, nos conquista nada más llegar, esbozando una entrañable sonrisa con esos pocos músculos de la cara que todavía le sirven para expresar pensamientos y emociones. Como los médicos ya no le permiten volar, Hawking ha viajado hasta la isla canaria en un crucero de seis días para presentar esta semana su visión del cosmos en el Festival Starmus, un congreso concebido para divulgar los hallazgos de la astronomía a toda la sociedad.De repente, me encuentro ante uno de los cerebros más brillantes del último siglo, a punto de realizar la entrevista con la que siempre he soñado. Pero cuando llega el momento de la verdad, me quedo tan impactado que no sé muy bien ni cómo debo saludarle. Una de sus cinco enfermeras, Nikky O'Brien, se da cuenta de mis titubeos y resuelve mis dudas de inmediato, cogiendo la mano de Hawking y acercándola a la mía, para que pueda estrechársela.

Un 'gourmet' en Canarias

Tras agradecerle al científico más famoso y admirado del planeta el inmenso privilegio de habernos concedido una entrevista exclusiva, le enseño el maravilloso retrato de Ricardo Martínez que le hemos traído como regalo, y también el espectacular set que hemos preparado para hacerle fotos, ante un lienzo de constelaciones y galaxias pintado por otro de nuestros dibujantes, Ulises Culebro.
«Espero que le guste. Si le parece bien, nos gustaría en primer lugar fotografiarle con este fondo cósmico», le explico. Su respuesta afirmativa, que tarda aproximadamente medio minuto llegar, es la primera palabra que nos transmite a través de los movimientos de sus mejillas: «Yes». La enfermera O'Brien, permanentemente pendiente de cada mínimo gesto de Hawking, empieza a peinarle con ímpetu y nos confirma la aprobación del astrofísico: «Adelante, no hay problema, le ha gustado mucho todo lo que habéis montado».
Mientras Hawking posa como un profesional para la sesión de fotos, levantando los ojos para mirar a la cámara y regalándonos sus mejores sonrisas, le pregunto a Nikky O' Brien si el profesor está disfrutando de su visita a Canarias. «¡Desde luego! Incluso ya ha probado las papas con mojo picón y le encantan», me asegura. A pesar de que su movilidad es cada vez más reducida, Hawking todavía puede masticar bien la comida y es un auténtico gourmet.
Teniendo en cuenta la importancia crucial del sofisticado sistema informático que utiliza el astrofísico para comunicarse, le pregunto a la enfermera de Hawking si entre su equipo de cuidadores hay alguien con conocimientos de informática, por si surge algún problema con su ordenador o el sintetizador de voz. «Pues la verdad es que no, y el ordenador se queda colgado de vez en cuando», me confiesa O'Brien. Sin embargo, si se produce una incidencia importante, la enfermera nos explica que un informático de Cambridge siempre puede entrar en el ordenador de Hawking mediante una conexión remota y resolver cualquier problema.

Tres palabras por minuto

(Imagen: CARLOS GARCÍA POZO / Edición: NACHO MORENO)
Con el sofisticado mecanismo que activa mediante el movimiento de sus mejillas, Hawking logra escribir una media de tres palabras por minuto. Por eso, para entrevistar al astrofísico británico, es una condición imprescindible enviarle las preguntas con antelación. De lo contrario, el diálogo se extendería durante muchas horas, e incluso días. En nuestro caso, le enviamos por correo electrónico un cuestionario de 10 preguntas a finales de agosto, tres semanas antes de que nos reuniéramos con él en Tenerife el pasado jueves.
Cuando termina la sesión de fotos, que Hawking ha soportado sin una sola queja, me acerco a él y le pregunto si podemos empezar nuestro diálogo. De inmediato, empieza a mover el cursor en la pantalla de su ordenador a través del sensor acoplado a sus gafas, y veo que lo coloca sobre un documento de Word en su escritorio que ha llamado «EL MONDO». Me hace gracia la pequeña errata en el nombre de nuestro periódico, y sobre todo me emociona la idea de que el infatigable explorador del cosmos haya dedicado unas cuantas horas de su tiempo a contestar a las preguntas que le hicimos llegar por e-mail.
Le pregunto en primer lugar si sigue creyendo, como dijo en el libro que le hizo mundialmente famoso, Historia del Tiempo, que algún día lograremos una «Teoría del Todo» para comprender las leyes que gobiernan el Universo, o si hay aspectos de la realidad en las que nunca podrá penetrar la mente humana. Su respuesta refleja una inquebrantable fe en el poder de la ciencia para desentrañar los misterios del cosmos: «Creo que sí conseguiremos entender el origen y la estructura del Universo. De hecho, ahora mismo ya estamos cerca de lograr este objetivo. En mi opinión, no hay ningún aspecto de la realidad fuera del alcance de la mente humana».

Ciencia 'versus' religión

En mi segunda pregunta, le pido que me aclare su postura sobre Dios y la religión, que ha generado un intenso debate entre sus lectores. Por un lado, al final de Historia del Tiempo, escribió que si algún día lográramos esa «Teoría del Todo», conoceríamos «la mente de Dios». Pero posteriormente en su polémico libro El gran diseño, afirmó que el Universo puede crearse «de la nada, por generación espontánea», y que la idea de de Dios «no es necesaria» para explicar su origen. Le pregunto, ante esta aparente contradicción, si cambió su opinión en este terreno, y si se considera agnóstico o ateo.
Su rotunda respuesta deja muy claro que aunque muchos han llegado a calificar como «un milagro» el hecho de que Hawking siga vivo, medio siglo después de que se le diagnosticara una enfermedad cuya esperanza de vida suele ser de un par de años, el astrofísico rechaza de plano todas las creencias religiosas: «En el pasado, antes de que entendiéramos la ciencia, era lógico creer que Dios creó el Universo. Pero ahora la ciencia ofrece una explicación más convincente. Lo que quise decir cuando dije que conoceríamos 'la mente de Dios' era que comprenderíamos todo lo que Dios sería capaz de comprender si acaso existiera. Pero no hay ningún Dios. Soy ateo. La religión cree en los milagros, pero éstos no son compatibles con la ciencia».
Antes de poder responder a cada pregunta, Hawking va seleccionando frases del archivo donde ha dejado preparadas sus respuestas y las vuelca en un programa llamado Speaker, que convierte textos escritos en frases que emite su sintetizador. El software que produce la famosa voz de Hawking es de los años 80, la época de la traqueotomía a la que tuvo que someterse le dejó definitivamente sin habla. En realidad, hoy existen programas más avanzados que suenan mucho menos robóticos, pero Hawking lleva ya tantos años utilizando esta voz, que se identifica plenamente con ella y no tiene ninguna intención de cambiarla.
En una ocasión incluso le preguntaron si no preferiría instalarse un sintetizador con un acento british, que se parecería mucho más a la voz original de un nativo de Oxford como él. Pero Hawking respondió con su inconfundible sentido del humor, que sin duda le ha ayudado a soportar tantos años una enfermedad tan cruel: «con el acento americano, tengo mucho más éxito con las mujeres».

La conquista de otros planetas

Tras dialogar sobre la religión, pasamos de lo divino a lo humano y le pregunto si cree que sigue mereciendo la pena invertir millones en enviar misiones con astronautas al espacio, o si le parece un despilfarro, como opinan muchos de sus colegas científicos. El astrofísico tiene muy claro que la conquista del cosmos debe continuar, no sólo porque «la exploración espacial ha impulsado y continuará impulsando grandes avances científicos y tecnológicos», sino porque puede representar un seguro de vida para la futura supervivencia de nuestra especie: «Podría evitar la desaparición de la Humanidad gracias a la colonización de otros planetas».
Tampoco puedo desaprovechar la incomparable oportunidad de poder dialogar en España con Hawking, para preguntarle sobre los recortes que ha sufrido el campo de la investigación científica en nuestro país en los últimos años. «¿Qué mensaje le mandaría al presidente del Gobierno español si le tuviera delante, sobre la importancia de invertir en ciencia?». El astrofísico, una vez más, demuestra que no se anda con medias tintas. Éste es su recado para Mariano Rajoy y toda la clase política de nuestro país: «España necesita licenciados con formación científica para garantizar su desarrollo económico. No se puede animar a los jóvenes a estudiar carreras científicas con recortes en el campo de la investigación».
El tiempo se nos acaba y la enfermera O'Brien empieza a hacerme la señal de la guillotina, pero veo en la pantalla de Hawking que aún tiene una respuesta más a una pregunta que le hice sobre cómo le gustaría que le recordaran las futuras generaciones. «Espero que se me recuerde por mi trabajo en el campo de la cosmología y los agujeros negros», me contesta antes de que empiecen a llevárselo sus enfermeras.
Me llama la atención que no dice absolutamente nada sobre el extraordinario ejemplo que ha dado con su vida, al demostrar hasta dónde puede llegar la capacidad de superación del ser humano ante la adversidad más cruel. Y mientras desaparece por los pasillos del hotel, me acuerdo de una de sus sentencias más inolvidables: «La Humanidad es tan insignificante si la comparamos con el Universo, que el hecho de ser un minusválido no tiene mucha importancia cósmica».


miércoles, 10 de septiembre de 2014

El cielo inmenso




El supercúmulo de Laniakea
Laniakea, nuestro lugar en el Universo R. Brent Tully y col. Nature.

Laniakea es una palabra hawaiana que hace referencia al enorme cielo que se puede imaginar en la noche. Los polinesios fueron capaces de, usando la astronomía, realizar navegaciones por todo el Pacífico quince siglos antes de que los europeos aprendieran a hacerlo. También es, Hawaii, uno de los puntos del planeta donde los astrofísicos miran lo profundo del cielo para intentar entenderlo. Hoy la revista Nature publica unos resultados que permiten tener el primer mapa detallado de nuestro lugar en el Universo. Ese lugar al que han llamado, precisamente, "Laniakea".
Se trata de un nuevo mapa del Universo dirigido por el astrofísico R. Brent Tully, del Instituto de Astronomía de la Universidad de Hawaii, que junto con diversos proyectos por todo el mundo intentan, desde hace más de 30 años, permitirnos tener una idea de cómo es la estructura a gran escala del Universo. Precisamente, a finales de los años 80, los nuevos telescopios y los detectores CCD permitieron acometer proyectos de cartografiado sistemático de galaxias lejanas: a partir de las características de su luz se podían usar escalas y estimar las distancias, de manera que los primeros mapas en 3D de las galaxias comenzaron a desvelar cómo se agrupaba la materia.

Diferentes escalas de estructura

Las estrellas como el Sol forman parte de galaxias. La nuestra, la Vía Láctea (por cierto, que se dice lalani en hawaiano, con la misma raíz del nombre de nuestro supercúmulo local) forma parte de un pequeño grupo de  unas 30 galaxias, siendo la más masiva la denominada M31, la Galaxia de Andrómeda, el objeto observable a simple vista más lejano, situada a 2,5 millones de años-luz. La otra galaxia importante del llamado Grupo Local es M33, la Galaxia del Triángulo, a 2,8 millones de años-luz. Esta agrupación no tiene más de 10 millones de años luz de lado y fue identificado como una estructura dinámica en los años 30 por Edwin Hubble, uno de los primeros astrofísicos en intentar entender lo que comenzaba a llamarse "el zoo extragaláctico": una abundancia de formas en las galaxias, desde espirales a irregulares pasando por formas elípticas, que además se distribuía de forma caprichosa (un "pudin de pasas") en un Universo en expansión.
El descubrimiento en el cielo de otros cúmulos similares, y algunos mucho más grandes que nuestro Grupo Local, conteniendo entre 50 y 1000 galaxias, y formando estructuras que a veces indicaban que había más materia de la que se veía, a menudo conteniendo una galaxia gigante en la zona central, parecía establecer una estructura del Universo en la que los cúmulos de galaxias se repartían de forma más o menos uniforme en el Universo.


Mapa 3D del Grupo Local
Mapa 3D del Grupo Local (wikipedia)


Materia oscura y supercúmulos

Pero en los años 80 se descubrieron estructuras más grandes aún, que se denominaron supercúmulos de galaxias. Además, como comentábamos, los estudios de dinámica de las galaxias y los cúmulos indicaban que la materia no visible superaba en 5 veces a la visible. Esa materia oscura, que tenía también interés cosmológico, se convirtió en uno de los campos de investigación nacientes con los nuevos telescopios de más de 6 m de diámetro.
Nuestro Grupo Local, con otros cúmulos forma parte del llamado Supercúmulo Local, una estructura con unos 600 millones de años luz de lado, siendo el gran Cúmulo de Virgo el mayor de los que se agrupan en torno a un centro de masas que se pudo identificar en 1986, el llamado Gran Atractor. Nuestro supercúmulo es una estructura colosal, con una materia equivalente a 1.000 billones de masas solares. ¿Hay estructuras mayores? Los astrofísicos, y Brent Tully comenzaba ya a ser uno de los destacados, comenzaron proyectos para realizar mapeados más ambiciosos y completos del Universo, identificando y estimando las distancias a las galaxias, los cúmulos y los supercúmulos, que además resultaban condicionantes fundamentales a los posibles modelos de formación y evolución del Universo: la cosmología observacional necesitaba del estudio de estas estructuras.


Supercúmulo Local (o de Virgo)
Supercúmulo Local (o de Virgo) Fuente: wikipedia







¿Cúmulos de supercúmulos?

La existencia de estructuras más grandes parecía imposible en el marco de la cosmología, porque no habría habido tiempo, ni materia suficiente, para crear estructuras mucho mayores. Sin embargo, el viaje hacia el conocimiento del modelo actualmente aceptado del Universo no había hecho más que comenzar. Robert Brent Tully identifico en el año 87 una enorme estructura, el Complejo de Supercúmulos Pisces-Cetus. No era un cúmulo homogéneo, sino más bien un filamento que evidenciaba que los cúmulos de galaxias se agrupaban en estructuras mayores, pero no de forma simplemente jerárquica, sino en un espacio lleno de enormes vacíos y filamentos en los que se agrupaba la materia.
Con los años, la cosmología observacional ha podido localizar grandes estructuras, llamadas a veces "muros" que llegan a tener más de 1.000 millones de años-luz de longitud. Y ese mapa, que además es dinámico, porque estas estructuras han ido evolucionando a lo largo de la historia del Universo debido a la acción de la materia (oscura y visible) y, como se supo a partir del año 2000, también por la energía de repulsión que acelera la expansión del Universo, la conocida energía oscura. En cualquier caso, las grandes estructuras son más difusas de lo que se creía hace unos decenios, y se ha visto que era necesario obtener mayor precisión en la cartografía del Universo.


El Universo relativamente cercano
El Universo relativamente cercano: representación 3D de los supercúmulos cercanos. (Fuente: wikipedia)



El diablo está en los detalles...

Esta relación de estructuras deja, en efecto, mucho detalle por conocer. Y los modelos cosmológicos necesitan cada vez observaciones con mayor resolución para poder obtener los parámetros más finos que permiten ajustar las teorías y la observación de manera adecuada. La observación, por ejemplo, de la radiación de fondo cosmológica, proporciona un marco con el que comparar por un lado los modelos, la cartografía detallada de las distribuciones de las galaxias y los cúmulos, otra, las mediciones precisas de distancias a partir de la observación de supernovas lejas... son métodos observacionales independientes, pero que convergen al llamado modelo cosmológico estándar, el conocido popularmente como Big Bang.
Y ahí es donde se enmarca este nuevo hallazgo publicado en Nature por el equipo internacional de Brent Tully, que proporciona un mapa más detallado de la zona cercana a nuestro Supercúmulo Local, y que pone de manifiesto ese Gran Atractor que comenzó esta historia hace un cuarto de siglo. El poder de estos mapas es que, además de medir las posiciones de los objetos se tienen datos de sus velocidades, es decir, de su movimiento relativo, lo que permite entender las relaciones dinámicas (precisamente las que pusieron de manifiesto la existencia de ese atractor con gran densidad, y los filamentos más grandes, como el llamado "muro de Sloan", del proyecto internacional SDSS (Sloan Digital Sky Survey - Mapa del cielo digital de Sloan), que es actualmente el mapa más detallado de la gran estructura del Universo.
En la noticia de Nature donde se presentan las observaciones y los modelos realizados sobre esta región denominada Laniakea aparece un vídeo, que queremos también incluir en esta nota porque, si bien la narración está en inglés, visualmente resulta impresionante: podemos realmente imaginar un imposible viaje por estas estructuras del nuevo supercúmulo local y sus cercanías, donde la materia se agrupa en la forma que se ha podido medir. Las unidades, como en la imagen que abre el artículo son Mpc, es decir Megaparsecs, que es la unidad habitual para la cosmología observacional. Un parsec equivale a 3,26 años-luz (una medida muy popular en divulgación pero no en las publicaciones profesionales...).
Como se ve en el vídeo, el nuevo mapa amplía lo que se conocía antes como "supercúmulo local" (tiene unas 100 veces más masa), pero no elimina, como suele ser habitual en estos estudios, el conocimiento que teníamos antes: lo mejora. Y nadie duda de que en el futuro podremos seguir aumentando la resolución y entender mejor cómo se formaron estas estructuras en los últimos 13.000 millones de años de vida del Universo.

http://www.youtube.com/watch?v=rENyyRwxpHo


"The Laniakea Supercluster of Galaxies", R.B. Tully, H. Courtois, Y. Hoffman y D. Pomarede. Nature, 3 de septiembre de 2014
Fuente: http://www.elmundo.es/

lunes, 14 de julio de 2014

En busca de la Supersimetría


  •  Valencia acoge la mayor reunión mundial de física de altas energías del mundo, donde se debate cómo afrontar un futuro que obligará a traspasar las fronteras de la disciplina

  • Tras el histórico hallazgo del bosón de Higgs hace ahora dos años, el gran acelerador de partículas LHC del CERN volverá al trabajo en 2015 con casi el doble de potencia


Trabajos de renovación en el acelerador de partículas LHC.
Trabajos de renovación en el acelerador de partículas LHC. CERN


La simetría abunda en la naturaleza. Sostenga una perla entre los dedos y gírela en un sentido u otro, dele vueltas alrededor de cualquier eje. La perfecta esfera nacarada tallada en el océano por alguna ostra permanece inalterable ante los movimientos, parece exactamente igual la miremos por donde la miremos. Observe un abeto y trate, rodeándolo, de encontrar una vista diferencial. Nunca lo logrará. Si lo divide en dos mitades con un eje vertical, comprobará que son imágenes especulares. O tome un copo de nieve recién formado y mírelo al microscopio. Gírelo de forma que cada punta ocupe el lugar de la anterior. Le costará percibir que movió el cristal de hielo. La estructura parece inmutable. El físico de la Universidad de Columbia y genial divulgador Brian Greene utiliza en su obra El tejido del Cosmos (Ed. Crítica) ejemplos como estos para insinuar que Richard Feynman -Premio Nobel en 1965 y uno de los físicos más importantes del siglo XX- estaba equivocado.
Feynman aseguró en cierta ocasión que si tuviera que resumir en una frase el descubrimiento más importante de la ciencia moderna elegiría la siguiente: «El mundo está hecho de átomos». Para Greene, y para muchos otros de sus colegas, esta otra condensa mejor aún lo más profundo del conocimiento científico y casi filosófico de la naturaleza: «La simetría subyace a las leyes del Universo».
La Física de vanguardia parece preferir el enunciado de Greene que el de Feynman. La simetría podría estar detrás de la mayoría de los fenómenos que no podemos explicar con la física actual.
El próximo mes de enero, el gran acelerador de partículas LHC de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) se volverá a poner en funcionamiento, pero esta vez con casi el doble de energía que la que permitió descubrir el bosón de Higgs. Y uno de los principales objetivos de los investigadores de esta institución, que celebra su 60 aniversario, es precisamente rastrear cualquier evidencia que permita probar una bonita teoría que lleva más de 40 años ofreciendo una solución a los mayores problemas de la Física actual. Es la Supersimetría, SUSY, según el apodo que usan los propios físicos.

Cónclave de Físicos en Valencia

La comunidad científica mundial de este campo se ha reunido en Valencia desde el día 2 hasta ayer para celebrar el bienal Congreso Internacional de Física de Altas Energías (ICHEP, por sus siglas en inglés). En este escenario, que por primera vez en 37 ediciones se ha celebrado en España, se presentó hace ahora dos años en Melbourne (Australia) el hallazgo del bosón de Higgs. Pero ahora los mayores expertos del mundo se enfrentan a un reto mayor si cabe: vislumbrar qué hay más allá de la física que conocemos. «Subir la energía del LHC de ocho TeV a 13 TeV quiere decir que estamos abriendo una ventana a lo desconocido. Así que puede ser que la Supersimetría esté a la vuelta de la esquina... o cualquier otra teoría que extienda el Modelo Estándar», asegura el director del CERN, Rolf Heuer, a EL MUNDO durante una reciente visita a Madrid previa a su asistencia a ICHEP. «Quizá encontremos algo completamente nuevo que no está aún en los lápices de los físicos teóricos. Y eso también sería genial. Tenemos que ser abiertos de mente y tener los ojos muy abiertos», dice Heuer.
El director del CERN, Rolf Heuer, en Valencia.
El director del CERN, Rolf Heuer, en Valencia.
El hallazgo del bosón de Higgs cerró de alguna forma la teoría por la cual funciona la ciencia moderna. Era la última pieza del puzzle que de forma prosaica se ha llamado el Modelo Estándar, una fantástica y exitosa teoría de la física subatómica que combina la mecánica cuántica con la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein y describe las partículas fundamentales y las fuerzas que operan a esa escala de lo que es más pequeño que un átomo. La materia está hecha de una serie de partículas que actúan como ladrillos, llamadas fermiones -en honor a Enrico Fermi-, que se mantienen unidas por fuerzas relacionadas con otro tipo de partículas llamadas bosones -por Satyendra Bose- y que actúan como el cemento de la materia.
El Modelo Estándar describe de forma excelente lo que sucede en el mundo subatómico. Pero queda en evidencia cuando se le pregunta por qué tiene las características que tiene. «Es fantástico para describir lo que sabemos hasta ahora. De hecho, es un poco frustrante que no aparezca una verdadera vía de agua en el Modelo Estándar», explica Heuer. «Porque no explica muchas muchas cosas, como por qué sólo tenemos tres familias de partículas fundamentales, qué son la materia y la energía oscuras o cómo se combinan las fuerzas a altas energías», asegura.
«El modelo estándar tiene lo que la mayoría de los físicos de partículas llaman la fealdad de tener muchos parámetros indeterminados, más de 20», dice Alan Guth, investigador del MIT y padre de la Teoría de la Inflación del Universo, tras su conferencia magistral en ICHEP. «Por eso los expertos creen que debe haber algo más profundo, algo allá del modelo estándar y que éste debe ser una aproximación a un modelo más simple y más elegante. Y ese es el objetivo, encontrar ese modelo. Una de las posibilidades es la Supersimetría», opina Guth.
De hecho, el hallazgo del bosón de Higgs se publicó con una certeza de cinco sigmas, es decir, del 99,9%. La noticia para muchos es que hay un 0,1% de posibilidades de que lo que encontró el LHC en Ginebra no sea el bosón de Higgs del Modelo Estándar. Y eso podría querer decir que ya tenemos entre las manos la primera prueba de una teoría más allá de la física que conocemos.

En busca de la 'belleza real'

Como dice el físico del MIT, desde cierto punto de vista el Modelo Estándar sólo puede ser una aproximación de baja energía a una teoría más amplia que contemple altas energías. Sería comparable a la relación entre la física de Newton y la Einstein. Cuando circulamos con un coche por la ciudad no necesitamos a Einstein. A no ser que utilicemos un GPS -que precisa que haya satélites orbitando la Tierra para poder llevarnos a nuestro destino-, sólo necesitamos las ecuaciones de Newton. En cambio, para viajar a alta velocidad, sí necesitamos la relatividad de Einstein. Newton es la aproximación de baja velocidad a Einstein, de la misma forma que el Modelo Estándar debe ser la aproximación de baja energía a una teoría mayor. Y todo indica que debe ser la Supersimetría, porque es la teoría más bonita. A los físicos no les cuesta dejarse llevar por indeterminaciones como la belleza o la elegancia...
«Nosotros nos interesamos por un tipo muy especial de belleza. una que no tiene nada que ver con algo muy decorado o sensual. Buscamos la belleza real, visiones muy particulares sobre la simetría, que es un tipo de perfección, una muy especial...», confiesa el Premio Nobel de Física Frank Wilczek a este diario, tras la deliberación de los Premios Jaime I de Valencia y sin separarse ni un momento de su sombrero de paja. La inmensa mayoría de los físicos de partículas se decantan, aunque sea tímidamente, por SUSY. «Creo que debe haber algo más allá del Modelo Estándar -dice Heuer-. Y a muchos de nosotros nos gusta la Supersimetría, es preciosa e incluso los físicos experimentales lo pueden comprender», dice medio en broma el director del CERN.
Un técnico trabaja en la renovación del LHC.
Un técnico trabaja en la renovación del LHC. CERN
El concepto de Supersimetría tiene mucho en común con el de antimateria. Hace 80 años, científicos como Paul Dirac o Carl Anderson estaban preocupados acerca de la materia. Para describir su comportamiento, los físicos teóricos desarrollaron una ecuación que tenía dos soluciones: una era la materia normal, la que conocemos, y la otra era completamente desconocida. Ya en aquel entonces, ellos y algunos colegas fueron lo suficientemente valientes como para llamarla antimateria -aunque Dirac nunca utilizó ese término-. Y así nació la antimateria. Ambas van siempre juntas, se crean juntas, se aniquilan y vuelven a ser energía.
De algún modo, la supersimetría es muy similar. En esta teoría, propuesta por primera vez en 1973 por Julius Wess y Bruno Zumino y revisado de manera certera por Howard Georgi y Savas Dimopoulos -de Harvard y Stanford respectivamente y pioneros en las teorías más allá del Modelo Estándar-, por cada tipo de partícula conocido debería haber un tipo asociado que tiene las mismas propiedades en relación con las fuerzas eléctricas y nucleares. De esta forma, por cada fermión -ya sea quark o lepton- habría un supercompañero, que llamamos s-quark o s-lepton, y por cada bosón tendríamos otro reflejado en el espejo de la Supersimetría a los que nos referimos añadiéndoles el sufijo -ino. De forma que el fotón tendría su fotino en el mundo supersimétrico, el gluón su gluino y así sucesivamente.
Pero no tendrían exactamente las mismas propiedades. Los físicos teóricos suponen que estas partículas han evitado hasta ahora la detección porque tienen más masa que sus contrapartidas conocidas, y por ello no han podido ser producidas en los aceleradores de partículas actuales. Pero la nueva puesta en marcha del LHC podría tener suficiente energía como para producirlas, por lo que podríamos estar a punto de revelar la cualidad supersimétrica de la naturaleza.

Luz sobre la materia oscura

El físico Alan Guth, en Valencia.
El físico Alan Guth, en Valencia.
«Yo espero que sea la supersimetría lo que hay más allá del Modelo Estándar. Y, de hecho, creo que encontraremos las primeras pruebas en la siguiente ronda de experimentos del LHC. Ya he apostado mi dinero a que será en el año 2019. Es el tiempo que se necesita para hacer las estadísticas y entender el hallazgo plenamente», asegura Wilczek.
«¿Sí? ¿Él cree que encontraremos partículas supersimétricas en cinco años? Bueno, los plazos no están muy desencaminados, podría ser...», comenta el director del CERN. «Pero yo no suelo apostar, sólo lo hago cuando estoy seguro de que voy a ganar -dice entre risas-. Pero me gusta el mensaje que él lanza cuando hace esa apuesta. Por un lado, es optimista respecto a que hay algo más. Y, además, nos dice que no seamos impacientes. No pensemos que los resultados tienen que llegar en 2015 o 2016».
Si se llegase a encontrar esa preciada partícula supermasiva que diese por buena la Supersimetría, existe la posibilidad de que no sólo probase esa teoría. Podría servir también para arrojar algo de luz sobre la materia oscura. «Esta materia desconocida también podría estar formada por partículas con masas mucho mayores que las que conocemos. Así que de la misma forma que la antimateria es utilizada hoy en día en un hospital, por ejemplo, las partículas supersimétricas pueden desvelar un mundo escondido que puede aclarar los componentes de la materia oscura», asegura Heuer. «Si encontramos partículas muy masivas puede que sean de materia oscura, pero tendremos que medir las propiedades de esa partícula para ver si encaja con las predicciones de la cosmología y la astrofísica para la materia oscura», añade Alan Guth.
La Supersimetría, tal y como la han concebido los físicos teóricos, serviría para explicar cómo el Universo se desarrolló realmente en las primerísimas etapas de su formación. «Todo lo que vemos en el Cosmos hoy proviene de esos momentos primordiales. Y la supersimetría, en ese tiempo, pudo dar lugar a la materia oscura, que representa un 25% del Universo, mientras que la materia normal, la que podemos ver, supone alrededor de un 5%», dice Heuer. «Ese 25% de la materia debió dar forma al Cosmos de una forma mucho más representativa que el 5% de la que conocemos. Así que si eres curioso y te haces preguntas sobre las estrellas o sobre qué hay más allá de ellas, entonces necesitas la Supersimetría».

Fuente: http://www.elmundo.es/

lunes, 23 de junio de 2014

Nuevo paso hacia la «domesticación» del bosón de Higgs


El hallazgo permite saber que la «partícula de Dios» puede descomponerse tanto en bosones como en fermiones.

Por primera vez, un grupo de investigadores del experimento CMS, uno de los cuatro principales de que consta el Gran Colisionador de Partículas del CERN, en Ginebra, ha conseguido hallar una prueba del decaimiento de un bosón de Higgs en fermiones, la familia de partículas que forma la materia sólida. Antes de este hito, un bosón de Higgs solo podía ser detectado tras su desintegración en otros bosones, partículas portadoras de energía.
«Se trata de un enorme paso adelante», explica el profesor Vincenzo Chioccia, del Instituto de Física de la Universidad de Zurich y cuyo grupo ha participado en el análisis de los datos. «Ahora sabemos que el Higgs puede descomponerse tanto en bosones como en fermiones, lo que significa que podemos descartar ciertas teorías que sostenían que el Higgs no podía emparejarse con fermiones». En el mundo de las partículas subatómicas, los fermiones forman la materia y los bosones son los portadores de las diferentes fuerzas de la Naturaleza que actúan entre los fermiones.
Según predice el modelo Estándar de la Física de Partículas (el «catálogo» de todas las diferentes «piezas» que forman la materia, la energía y sus propiedades teóricas), la fuerza con la que un bosón de Higgs interactúa con los fermiones debe ser proporcional a su masa. «Y esa predicción se ha confirmado -asegura Chioccia-. Lo cual constituye una fuerte indicación de que la partícula descubierta en 2012, se comporta, efectivamente, tal y como la teoría propone que debería comportarse el bosón de Higgs».

Análisis de experimentos del LHC

Los investigadores analizaron los datos de varios experimentos del LHC llevados a cabo entre 2011 y 2012, en los que se hallaron evidencias de que el Higgs, tras su extremadamente corta vida, podía también desintegrarse en quarks «abajo» y leptones tau, partículas que pertenecen, ambas, a la familia de los fermiones.
Los resultados revelan que la acumulación de estos decaimientos se produce alrededor de una masa concreta de la partícula de Higgs, 125 gigaelectronvoltios (GeV), con un nivel de certeza de 3,8 sigma. Lo cual significa que la probabilidad de que las mediciones no se deban en realidad al decaimiento del Higgs, sino a fluctuaciones de fondo, son apenas de una contra 14.000. En física de partículas, sin embargo, se necesita una certeza 5 sigma para confirmar un descubrimiento.

Es la «partícula de Dios»

Los investigadores de la Universidad de Zurich analizaron los datos de tres procesos diferentes de la desintegración del bosón de Higgs en leptones tau. Dada la extrema brevedad de la existencia del Higgs (1.56×10−22 segundos), éste no puede ser detectado de forma directa, sino a través de los elementos en los que decae. Los quark «abajo» y las partículas tau, sin embargo, sí que viven el tiempo suficiente (aunque también muy breve) como para ser medidas directamente por los detectores del experimento CMS.
El hito alcanzado por los investigadores es una nueva confirmación de que la partícula hallada en 2012 es, efectivamente, el bosón de Higgs, y que además éste se comporta exactamente como predicen los modelos teóricos. Un nuevo paso, pues, hacia la «domesticación» del Higgs.

lunes, 16 de junio de 2014

Mapa de calor de APOD

por APOD Heatmap
Créditos de imagen: Stuart Lowe,LCOGT/Virtual Sky

La primera APOD (Astronomica Picture Of the Day, en español Observatorio) apareció hace 19 años.
Para celebrarlo, hoy APOD ofrece un  mapa de calor de todo el cielo de los (casi) 19 años de APOD.
En este  mapa , cuanto más brillante es una región, más 'apods' ha habido.
Al hacer clic en un lugar del mapa, aparece una página con enlaces a todos los 'apods' que hay cerca. 
Quienes hacemos el APOD agradecemos nuevamente el apoyo continuado a nuestros lectores,
a la NASA , los astrofotógrafos, los  voluntarios que la traducen diariamente a más de 20 idiomas,
 los  voluntarios que mantienen los más de 20 sitios mirror de APOD, los voluntarios que responden
 las preguntas y administran el  foro de discusiones de APOD y los voluntarios que mantienen y
actualizan el APOD en las  redes sociales y en lasaplicaciones para móviles.


domingo, 1 de junio de 2014

Space-based experiment could test gravity's effects on quantum entanglement

BEC orbits

In the proposed experiment, two entangled BECs in separate satellites begin by moving in the same circular orbit (small orbit in the illustration). Then one of them undergoes an acceleration in order to change to a different circular orbit by means of an elliptical transfer orbit. The change in gravity is predicted to cause a degradation of the entanglement between the BECs. Credit: Bruschi, et al. ©2014 IOP Publishing Ltd


(Phys.org) —Physicists are continually looking for ways to unify the theory of relativity, which describes large-scale phenomena, with quantum theory, which describes small-scale phenomena. In a new proposed experiment in this area, two toaster-sized "nanosatellites" carrying entangled condensates orbit around the Earth, until one of them moves to a different orbit with a different gravitational field strength. As a result of the change in gravity, the entanglement between the condensates is predicted to degrade by up to 20%. Experimentally testing the proposal may be possible in the near future.

The paper, which is published in a recent issue of the New Journal of Physics by David Edward Bruschi, et al., theoretically demonstrates how relativistic effects impact the quantum world.
"Our work shows that it is possible to test gravitational effects, which are thought to affect classical systems at large and very large scales, with genuinely (small) entangled quantum systems," Bruschi told Phys.org. "Our results aid the understanding of the effects of  on entanglement, an important resource for quantum information processing. Since we lack a  that merges  and relativity, our work can help direct future theoretical and experimental efforts that investigate quantum effects at large scales."
Besides being of fundamental interest, understanding how  and other relativistic features affect  will help physicists develop  for space-based applications. In a sense, space-based quantum technologies will take classical space-based technologies such as GPS into the quantum regime. It's well-known that GPS satellites require relativistic corrections to accurately determine time and position, and the same will hold true for quantum technologies.
While GPS is widespread, however, quantum technologies have not yet been developed for the space environment, although several ideas have been proposed. While most of these proposals fall under the framework of the theory of quantum mechanics, the new proposal differs in that is developed within the framework of quantum field theory. This theory merges quantum theory and relativity in the sense that matter and radiation are quantized, while space time is treated as a classical background. The physicists here argue that quantum field theory provides a better model for understanding the effects of gravity on quantum properties.

Using a quantum field theory framework, the physicists have expanded upon previous research that showed that changes in acceleration affect entanglement. Due to the equivalence principle, this means that changes in gravity should also affect entanglement.
This is exactly what the physicists found in their analysis. Their proposed experiment involves two space experimentalists, whom the scientists call Valentina and Yuri—named after Valentina Tereshkova and Yuri Gagarin, the first woman and man to go to space. Valentina and Yuri each prepare a Bose-Einstein condensate (BEC), an ultracold group of atoms occupying their lowest energy state, which allows quantum effects to become visible on the macroscopic scale. The BECs' phonon modes are then entangled with each other.
Each BEC, which together with its enclosing and maintaining apparatuses has a volume of 0.5 liters, is then loaded onto its own 20 cm x 20 cm nanosatellite. Currently, researchers are working on the CanX 4 and CanX 5 nanosatellites with these dimensions. The nanosatellites start out by moving in the same circular orbit but in opposite directions. Then one of them receives a "velocity kick"—a change in velocity that moves it to an elliptical orbit. After navigating half of this new orbit, a second velocity kick puts the satellite into another circular orbit, different from the first one. Now the two satellites are in different orbits.
The degradation of entanglement between the BECs is expected to occur immediately after the orbit-hopping BEC undergoes its first change in velocity, and can be observed any time that BEC is moving in a different orbit. Although detecting entanglement between the phonon modes in BECs has not yet been achieved, it is currently a topic of great interest and may be possible in the near future. Since CanX 4 and CanX 5 are designed to determine positions with an accuracy of cm, even a small change in orbit should lead to an observable effect on the initial quantum entanglement.
Although entanglement can suffer a relatively large degradation due to a change in gravity, there is a bright side to the effect. The researchers also found that the strength of the entanglement oscillates periodically with respect to the gravitational difference between the two orbits. This means that it may be possible to find a situation in which  is not degraded by accurately controlling the satellites' positions. This is one way in which the results will allow researchers to maximize the potential uses of future space-based quantum technologies.
"I believe that our results can be employed to develop future quantum communication and positioning technologies, ultraprecise accelerometers and navigation systems which would benefit from our better understanding of the interplay between quantum physics and relativity theory," Bruschi said.
In the future, the researchers plan to further investigate both the fundamental and practical aspects of quantum and relativistic effects.
"My goal is to develop space-based relativistic quantum technologies that will exploit both quantum and relativistic effects to bring the game to the next level," Bruschi said. "I believe that there is much to learn about the overlap of quantum mechanics and relativity theory at large scales and that the applications can be far reaching: from providing a theoretical basis for future space technologies to deepening our understanding of the laws of nature."
May 30, 2014 by Lisa Zyga



More information: David Edward Bruschi, et al. "Testing the effects of gravity and motion on quantum entanglement in space-based experiments." New Journal of Physics. DOI: 10.1088/1367-2630/16/5/053041



Read more at: http://phys.org/news/2014-05-space-based-gravity-effects-quantum-entanglement.html#jCp

Source: http://phys.org/news/

Viaje hacia el infinito

Recreación artística de la sonda Voyager 1.
Recreación artística de la sonda Voyager 1. NASA
Los trabajadores de la NASA la llaman «el centro del Universo». Se trata de la sala de control del Jet Propulsion Laboratory (JPL) en Pasadena (California, EEUU), el lugar desde el que se controlan de forma permanente las naves espaciales que surcan nuestro Sistema Solar y, desde el verano de 2012, incluso el espacio interestelar que hay fuera de él. La sonda robótica Voyager 1 (viajero en inglés) fue lanzada en 1977 y es el primer objeto creado por el hombre que ha salido del Sistema Solar.
Haciendo honor a su nombre, lo consiguió tras completar un extraordinario periplo durante el cual visitó la Luna, Júpiter y Saturno. En 1989, puso rumbo hacia el espacio interestelar. Más de 19.019 millones de kilómetros recorridos...Y sumando. Porque su misión, que inicialmente iba a durar un lustro, cumplirá 37 años el 5 de septiembre.
«En principio nuestro plan es que la nave siga volando hasta 2025. Es posible que podamos ampliar su misión otros diez años más, hasta 2035, aunque esto todavía es incierto», explica Joseph Lazio, director científico de la Red del Espacio Profundo de la NASA (Deep Space Network, DSN), durante una entrevista con EL MUNDO en Madrid.
La DSN, operada desde la sala de control del JPL, del Instituto de Tecnología de California, es una red internacional de antenas gigantes de radio construidas para que los científicos e ingenieros puedan comunicarse con las naves que exploran el espacio profundo. A través de ellas, envían comandos a las sondas y se transmiten las fotografías y la información que recaban sus instrumentos. «Todos los datos que recibimos de las sondas espaciales nos llegan a través de esta red», señala.
Una de las razones de la visita de Joseph Lazio a nuestro país es, precisamente, conmemorar el 50 aniversario de este sistema científico de comunicaciones, el mayor del mundo, que tiene en Robledo de Chavela (Madrid) uno de sus tres complejos. Los otros están en Goldstone (EEUU) y en Canberra (Australia). Su ubicación geográfica no se ha elegido al azar. Las estaciones están separadas unos 120º en longitud con el objetivo de que todas las naves puedan mantener contacto en cualquier momento con algún centro, con independencia de la rotación de la Tierra. Por ejemplo, la estación madrileña, que hasta 1984 estuvo en Fresnedillas de la Oliva, fue la que recibió en 1969 las primeras palabras de Neil Armstrong desde la Luna.
En cuanto tiene ocasión, Lazio enciende su portátil para mostrar la página web de la DSN donde cualquier internauta puede ver qué nave está siendo rastreada en ese momento desde cada una de las tres estaciones. Durante la entrevista, el complejo de Robledo está comunicándose con dos naves. Una de ellas es Voyager 1.
«Mientras estamos aquí hablando, la antena de Madrid está siguiendo el rastro de una nave espacial que está fuera de nuestro Sistema Solar, la que más lejos ha llegado de las que hemos lanzado», destaca Lazio, doctor por la Universidad de Cornell. «La señal que recibimos de ella es muy débil debido a la enorme distancia a la que se encuentra y a su energía limitada», señala. Además, la mayor parte de sus instrumentos no funcionan o están desconectados para ahorrar energía.
Para poder realizar estas llamadas a muy larga distancia, además de disponer de antenas de hasta 70 metros de diámetro, partes de los componentes electrónicos terrestres se mantienen a muy bajas temperaturas para aumentar su sensibilidad.
En los tres complejos de la red DSN hay entre cuatro y seis antenas de tres tamaños (26, 34 y 70 metros de diámetro), que también se usan para realizar observaciones de radioastronomía y radar que están ayudando a los investigadores a comprender mejor el Sistema Solar.
Joseph Lazio, director de la Red del Espacio Profundo de la NASA, en...
Joseph Lazio, director de la Red del Espacio Profundo de la NASA, en el Planetario de Madrid.
Voyager 1 no está sola en su misión. Tiene una sonda gemela, Voyager 2, que fue lanzada también durante el verano de 1977 (unos días antes, el 20 de agosto) y que podría salir también del Sistema Solar. Aunque menos mediática, su trayectoria no es menos impresionante: no sólo visitó Júpiter y Saturno, como su hermana, sino que una vez que la misión estaba en marcha y, viendo que los objetivos iniciales estaban cumplidos, los científicos de la NASA no pudieron resistir la tentación de ampliar su misión. Así, en 1986, Voyager 2 se convirtió en la primera sonda que visitaba Urano. Tres años después, volvía a registrar una nueva hazaña al acercarse por primera vez a Neptuno.
El lanzamiento de las naves, que se alimentan de baterías nucleares (llevan plutonio-238), se produjo en los 70 para aprovechar una alineación favorable de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno que sólo se produce cada 175 años aproximadamente. Gracias a esa configuración y a las rutas establecidas para aprovechar las fuerzas gravitatorias, que ayudan a las naves a impulsarse y les permite ir de un planeta a otro sin necesidad de llevar a bordo sistemas de propulsión muy potentes, el viaje a Neptuno, por ejemplo, se redujo de 30 a 12 años.
Aunque Voyager 1 supuestamente salió del Sistema Solar en agosto de 2012, la NASA tardó un año en confirmar este logro histórico: «Hemos sido prudentes porque estábamos ante uno de los hitos más importantes en la Historia de la exploración», declaraba en septiembre de 2013 Ed Stone, el jefe científico de la misión. Básicamente, necesitaban tener más datos sobre el plasma (gas ionizado) que había en el entorno, pues ese es el marcador más importante del que disponían para determinar si Voyager 1 seguía dentro de la enorme burbuja solar denominada Heliosfera (que se encuentra bajo la influencia del viento solar y alberga a los planetas del Sistema Solar), o se encontraba ya en el medio interestelar, rodeado de material expulsado por estrellas gigantes hace millones de años.
Y es que, una de las cuestiones más interesantes que ha planteado esta misión ha sido establecer esos límites: ¿Dónde acaba el Sistema Solar? El límite de esa burbuja (o Heliosfera) se denomina Heliopausa y, teóricamente, marca la frontera entre nuestro sistema planetario y el espacio interestelar. O dicho de otra forma, el límite de la influencia del Sol. Voyager 1 salió de la Heliopausa en agosto de 2012 y siguió su viaje por nuestra galaxia, la Vía Láctea. Su gemela entró en ese espacio fronterizo en 2007.
El contador de kilómetros de ambas naves se actualiza al segundo en la web de la NASA, mientras las sondas continúan su viaje hacia el infinito. Pero para los científicos lo más importante de esta misión no es el destino, sino el viaje en sí mismo. Porque más allá del récord de distancia recorrida, lo que importa es el récord de descubrimientos realizados. Y probablemente, dice la NASA, Voyager ha sido la misión que más resultados científicos ha logrado. La propia agencia espacial afirma que es difícil resumirlos.
Una de las mayores sorpresas fue el descubrimiento de vulcanismo activo en Io, una luna de Júpiter. Fue la primera vez que un volcán activo es observado en otro cuerpo de nuestro Sistema Solar. Ha sido también la primera misión que ha llegado a Urano y a Neptuno, y la segunda en visitar Júpiter y Saturno. En total, las sondas han descubierto un total de 23 lunas de planetas del Sistema Solar que hasta ahora eran desconocidas. Además, han obtenido los primeros perfiles detallados de las atmósferas de Saturno, Urano y Neptuno y los datos recabados por ellas han permitido entender mejor las características de la atmósfera de Júpiter. También realizaron mediciones sobre sus magnetosferas (la región alrededor de un planeta en la que el campo magnético forma una especie de escudo protector contra las partículas de alta energía procedentes del Sol). Las naves gemelas permitieron, asimismo, observar en detalle los anillos de Saturno, descubrir los anillos de Júpiter y ofrecer imágenes detalladas de los de Urano y Neptuno.
Aprovechando el viaje, y por si durante su periplo se encontraran con algún extraterrestre, las naves llevan a bordo sendos discos, bautizados como The Golden Record. Contienen 115 imágenes y una selección de sonidos de la naturaleza y música de distintas épocas y estilos que pretenden ofrecer una muestra de la diversidad de vida y cultura de la Tierra. Fueron elegidas por un comité creado por la NASA y liderado por el mítico cosmólogo y divulgador Carl Sagan, investigador de la Universidad de Cornell. También incluyeron saludos grabados en 55 idiomas y un mensaje del presidente Jimmy Carter, que gobernaba EEUU cuando se lanzó la misión.
El objetivo es mostrar cómo es la Tierra y su historia a otra civilización extraterrestre inteligente que pudiera encontrar en el futuro estos discos de gramófono, que están convenientemente protegidos por una carcasa metálica a prueba de las duras condiciones que hay en el espacio profundo. La idea generalizada es que hay muy pocas posibilidades de que estos discos, que Sagan comparaba con «una botella dentro del océano cósmico», lleguen a manos de extraterrestres. Pero por si acaso, se incluyen instrucciones.
Entre los más optimistas figuran los científicos del SETI, el Instituto para la Búsqueda de Vida Inteligente Extraterrestre, que desde la Tierra intentan localizar señales alienígenas utilizando grandes antenas. Sobre la posibilidad de que los científicos del SETI puedan llegar a contactar con alguna de estas civilizaciones, Lazio, que tiene una amplia experiencia como investigador en algunos de los mayores radiotelescopios terrestres, señala: «No sabemos si hay vida ahí fuera, pero sabemos cómo enviar señales de radio de gran potencia. Las usamos, por ejemplo, para rastrear aviones, y podemos enviar señales fuera de nuestro planeta. Y, si hay vida ahí fuera y están haciendo lo mismo...¿Es posible encontrar señales de vida extraterrestre? Creo que sí. Pero si no buscamos seguro que no encontramos, así que considero que debemos buscar».
De lo que ya no hay duda es de la gran variedad de mundos que hay fuera del Sistema Solar. Gracias a los telescopios espaciales y terrestres y usando técnicas de detección indirectas, en pocos años han sido localizados más de un millar de exoplanetas o planetas extrasolares de distintos tamaños orbitando estrellas muy diversas. «Durante milenios, la gente no sabía que había otros planetas. Cuando yo era pequeño, no se sabía que había planetas fuera de nuestro Sistema Solar. Ahora estamos descubriendo miles de ellos. Es increíble», reflexiona.
«¿Pueden albergar vida? Desde un punto de vista científico, no lo sabemos. El nuestro es, de momento, el único en el que la hay. Pero algunos están en la zona habitable de su estrella [a una distancia que teóricamente les permitiría tener agua líquida] ¿Es posible que la alberguen? Sí. Y es extremadamente emocionante plantearnos esta cuestión. Claramente va a ser uno de los focos de investigación en todo el mundo».
Pero incluso los planetas extrasolares que orbitan las estrellas más cercanas a nosotros se encuentran a enormes distancias de la Tierra. Sobre la viabilidad de enviar en el futuro una nave no tripulada capaz de explorar uno de estos sistemas, Lazio considera que «probablemente es posible. Sin embargo, incluso aunque lo fuera, sería muy caro, así que habría que valorar si merece la pena. En 15 o 20 años, cuando sepamos más sobre estos planetas que orbitan estrellas como el Sol, y con los avances tecnológicos, quizás merezca la pena».
Fuente: http://www.elmundo.es

viernes, 30 de mayo de 2014

Research team claims to have accurately 'teleported' quantum information ten feet

This image is an electron microscope picture of one of the two devices, with a fictitious teleportation beam added. The image is about 40 micrometer wide in reality.


(Phys.org) —A team of researchers at Delft University in the Netherlands is reporting in a paper they have had published in the journal Science, that they have successfully used entanglement as a means of communication, over a distance of ten feet (three meters). Furthermore, they note, they did so with 100 percent reliability and without altering the spin state of the quantum bits (qubits) involved.

Teleportation, is of course, a means of moving an object from one place to another without it having to travel between them. Thus far examples of it have only been seen in science fiction movies. The idea of moving information in similar fashion, however, has met with some, albeit limited success. The idea is to use the concept of entanglement of particles as a means of conveyance. It's supposed to work because of the strange interconnectedness of the two particles—whatever happens to one, automatically happens to the other, regardless of the distance between them. Such a property should allow then, for the exchange of information. If the  of one qubit is altered, then it should be automatically altered in the other qubit—a form of information exchange which can be counted as a message of sorts if a string of such transactions can be carried out.
To date, scientists have struggled to use entanglement as a means of communication—it's been achieved but the error rate has been so great that it would be unfeasible as a real-world application. In this new effort, the researchers claim to have solved the error rate problem—they've brought it down to zero percent. They did it, they report, by trapping electrons in diamonds at very low temperatures and shooting them with lasers, resulting in the creation of . The diamonds, the team reports, serve as really tiny prisons, holding the electrons in place. Held as they were, the researchers were able to cause a spin state to exist and then to read it at both locations, which meant that information had been conveyed.
Artistic impression of quantum teleportation of a spin state between two distant diamonds.

The research team next plans to extend the distance between the qubits to 1,300 meters, while others presumably will attempt to replicate the first result—if the claims prove true, the breakthrough could mark the first stage of a the development of a true quantum computer, or network.

Read more at: http://phys.org/news/2014-05-team-accurately-teleported-quantum-ten.html#jCp

Source:http://phys.org/news/

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 d...