Tal vez estamos en un universo inflacionario

marzo 28th, 2013

Con esta breve explicación contesto a las preguntas que me ha realizado Sergio sobre nuestro universo.

Existen muchas teorías sobre como es nuestro universo: multiverso cuántico, cíclico, brana, holográfico, mosaico, paisaje, paralelos, virtual, burbuja, quark, etc. En realidad se piensa que existen infinitos universos, cada uno con sus propias leyes físicas.

Me pregunta este lector sobre el cíclico y el que parece que estamos. El cíclico sería un universo como el nuestro, en expansión según la constante cosmológica, pero al ser su energía contenida negativa, acabaría hundiéndose sobre sí mismos en una “gran contracción”. Se contraería hasta el momento del Big Bang, y empezaría de nuevo. Es una idea que implica muchos problemas, ya que la flecha del tiempo iría al revés en la contracción, renaceríamos de la muerte, nos haríamos cada vez más jóvenes, regresaríamos al útero materno…complicado de concebir.

La teoría vigente o estándar del universo en el que estamos es el inflacionario. Un universo infinito, burbuja que proviene de una burbuja como la nuestra. Tras el Big Bang hubo un proceso de inflación y luego una expansión que acaece de una forma exponencial. Ya han transcurrido 13.810 millones de años desde el Big Bang. Contrariamente al universo cíclico, la cantidad de energía contenida en el espacio vacío (constante cosmológica) es positiva y provoca una expansión del espacio a un ritmo acelerado. No habrá una contracción, debido a la expansión del espacio las estrellas estarán cada vez más alejadas las unas de las otras, el cielo estará cada vez más oscuro y frío.

En nuestro modelo estándar cosmológico aceptamos este tipo de universo, pero eso no quiere decir que en el futuro, cosmología y mecánica cuántica, aliadas, propongan otra teoría. La cosmología trata de explicar como son las cosas en un momento dado, pero la mecánica cuántica proporciona la probabilidad de que las cosas sean de una manera u otra.

Debemos pensar que hasta hace sólo cien años atrás, nuestro universo era estático y estaba poblado solamente por la Vía Láctea.

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El fenómeno más monstruoso del universo

marzo 19th, 2013

El 23 de febrero de 1987, mientras medio mundo dormía y otro medio desayunaba, un flujo anómalo de neutrinos, más de los habituales, atravesaba nuestros cuerpos y la Tierra.

Una supernova había explotado en la Gran Nube de Magallanes, una galaxia satélite que acompaña a la Vía Láctea. También se detectaron los misteriosos y letales rayos gamma, origen de los procesos más violentos que acaecen en nuestro universo.

Las explosiones de rayos gamma (GRB en siglas inglesas) duran escasos segundos, pero en este breve tiempo emiten tanta energía como la que puede radiar el Sol a lo largo de toda su vida, es decir, 12.000 millones de años de radiación solar en unos segundos. Algo inconmensurablemente increíble.

En la actualidad nuestros detectores terrestres reciben una GBR al día, siempre procedente de lejanas galaxias. Una al día puede parecer mucho, siendo un fenómeno cuya frecuencia es una vez cada millón de años en una galaxia, pero hay que considerar que existen más de 200.000 millones de galaxias en el universo, tal vez el doble de la cantidad citada.

¿De donde sales estos rayos de gamma? De fenómenos muy violentos, posiblemente de explosiones de hipernovas, estrellas de neutrones o colisiones entre agujeros negros. Cualquiera de estas causas produciría radiación con abundancia de rayos gamma.

La materia en expansión también emitiría protones de muy alta energía y rayos cósmicos. Todo ello con energías que superarían el exaelectronvoltio (los 109 GeV), un millón de veces la energía que es capaz de alcanzar el LHC.

En estas explosiones monstruosas, la materia acelerada en la explosión interaccionaría entre sí y provocaría la aparición de piones, muones y neutrinos. Teóricamente estas explosiones de rayos gamma van acompañadas de emisión de neutrinos de alta energía. La llegada de cascadas de neutrinos pueden revelar una explosión con rayos cósmicos, pero su origen verdadero sigue siendo un misterio. Sólo sabemos que el exceso de rayos gamma pone en peligro nuestras vidas, y este exceso puede ser producido por la proximidad de su origen.

Fósiles de dinosaurios y…

marzo 15th, 2013

Me preguntaba un amigo cuántos dinosaurios había habido. Le pregunté se refería a especies o cantidad total, y me contestó que ambas cosas. Pues bien trataré de darle una respuesta.

En lo que se refiere a cantidad es casi imposible realizar una predicción exacta. Los primeros dinosaurios aparecieron en el Triásico hace unos 230 millones de años, y mantuvieron su reinado a lo largo de 160 millones de años, hasta el Cretácico superior hace 63 millones de años, época en que desaparecieron. Se habla de 5.500.000 generaciones en diferentes especies.

Nuestro reinado es ridículo. El homo hábilis apareció hace 1.900.000 años, el neanderthal desapareció hace 30.000 años y el homo sapiens apenas tiene unos 100.000 años.

De los dinosaurios conocemos unas 3.000 especies diferentes, de algunos cientos de miles de ejemplares, pero existieron millones de dinosaurios que nunca conoceremos dado que no hemos encontrado sus fósiles y no los encontraremos porque no se han fosilizado.

La fosilización de un espécimen es una suerte, una probabilidad casi ínfima. Tenemos fósiles de dinosaurios porque hemos tenido a favor el factor tiempo, cientos de millones de años – 160 millones aproximadamente – que han permitido que la probabilidad de fosilización se repitiese en millones de casos. Para que un animal se fosilice es preciso que muerto sus restos orgánicos se acumulen en un área de sedimentación. Que está sedimentación, rápidamente, cubra los restos antes que se destruyan. Y que los sedimentos sean de tal naturaleza que permitan la conservación. También tienen que ser favorables las condiciones geológicas posteriores, sin acarreos, diagénesis, diastrofismo tectónico y metamorfosismo, procesos que destruyen los fósiles.

Los millones de años que vivieron los dinosaurios han permitido que muchos de ellos muriesen y se diesen las condiciones de fosilización, pero a penas conocemos un 10 por ciento de ellos. Los cráneos fósiles de la especie homo son escasos, como escaso ha sido el tiempo de su existencia. Todo es cuestión de probabilidades: cantidad y tiempo.

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A punto de perder la carrera de la ciencia

marzo 14th, 2013

Estamos a punto de hipotecar nuestro futuro y depender científicamente de “lo que inventen otros”. España puede quedarse fuera del proyecto astronómico más importante de la historia, la construcción en Chile del mayor telescopio del mundo: el Telescopio Europeo Extremadamente Grande, (EELT en siglas inglesas).

Este 12 de marzo, España y Portugal deben decidir si se unen a los 11 países europeos que financiarán este proyecto de 1.000 millones de euros. La inversión española sería de 40 millones de euros en 10 años. Ya no hemos participado en el proyecto europeo flasgship, primer intento de investigar el cerebro y poder realizar un mapa detallado del órgano más importante de nuestro cuerpo y el más desconocido. Están a punto de restringir nuestro contrato con el LHC, acelerador de partículas de Ginebra, por falta de pago, ya que debemos 50 millones de euros en atrasos. No participar en el EELT sería quedarnos colgados en un campo más de la ciencia, la astrofísica. Quiero destacar que también esta colgada nuestra participación en el programa espacial europeo; y que los recortes de I+D, en las investigaciones de las universidades españolas, acarrearán unas consecuencias que significarán el descrédito y desvalorización de nuestra enseñanza universitaria. Luego está la irreparable falta de  formación tecnológica a nuestros estudiantes en su currículum, una formación imprescindible si queremos que nuestros jóvenes accedan al mundo laboral del futuro.

El gobierno de Rajoy, como en todas las cosas, da largas a estos asuntos; pero, mientras en política dar largas forma parte de la absurda estrategia “rajoyana”, en ciencia esta estrategia es terriblemente peligrosa, ya que cada instante que transcurre estamos perdiendo tiempo en el progreso y en el desarrollo de  nuestra sociedad. Si algo en el mundo no puede detenerse, es la investigación. Es como si le solicitásemos a nuestro cerebro que deje de pensar sobre el gran misterio de nuestra existencia.

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Una lista muy incompleta

marzo 13th, 2013

Publica La Vanguardia los hitos científicos más importantes de los últimos años. Creo que están muy incompletos. La Vanguardia destaca como más importantes el descubrimiento del Bosón de Higgs; el haber descifrado el genoma humano; la reprogramación celular; la importancia del ADN basura, el descubrimiento en Etiopía del homínido más antiguo; en descubrimiento por la NASA de agua en Marte; el descubrimiento de exoplanetas similares a la Tierra; el descubrimiento de las propiedades del grafeno; la demostración de la conjetura matemática de Poincare; y la nanotecnología.

Creo que falta el descubrimiento de un meteorito, caído en Sri Lanka, con microfósiles ricos en carbono que demuestra la existencia de vida extraterrestre. Se trata de un descubrimiento muy importante realizado por el MIT, ya que implica muchas preguntas: ¿La vida en la Tierra surgió por un proceso endógeno o vino de fuera a través de asteroides? Si procedía de fuera ¿De dónde proviene?

Creo que entre los hitos científicos también debe estar Internet, se trata de un acontecimiento mundial que ha revolucionado nuestra forma de pensar, vivir y ha permitido llevar los conocimientos a todas las partes del mundo y comunicarse instantáneamente. O los avances en Inteligencia Artificial y róbotica.

En paleontología ha habido numerosos descubrimientos de dinosaurios que nos han permitido conocer la gran diversidad de estas especies.

En astronomía los telescopios espaciales nos han permitido llegar a descubrir objetos que aparecieron sólo 350 millones de años después del Big Bang.

En biomedicina está el haber conseguido un cultivo ocular y que un grupo de células formen una retina, un avance decisivo en el trasplante de órganos.

Estoy seguro que podría citar hitos importantes en arqueología, egiptología, historia, medicina, biología  y otras especialidades. Confeccionar una lista de hitos de los últimos años implica incluir a todas las disciplinas, algo determinante en las investigaciones pluridisciplinarias actuales.

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