viernes, 26 de febrero de 2016

Sobre la vida, la muerte y el sexo...

No... no vamos a hablar de filosofía, ni de religión, ni de nada que se le parezca... no soy la persona adecuada para hablar de esos temas, y prefiero evitarlos en este blog.

Vamos a hablar brevemente de algo mucho mas "básico" (si cabe la expresión) pero de un impacto monumental a nivel evolutivo en nuestro planeta.

Normalmente tendemos a pensar (en forma intuitiva o de sentido común) que la "vida" apareció junto con la "muerte" en nuestro planeta.
El sentido común nos dice que si algo vive, debe morir... por lo tanto son dos caras de la misma moneda en términos biológicos: Al aparecer la vida, obviamente también llegó la muerte.

Sin embargo, en términos estrictamente biológicos, esto no es verdad. De hecho, la vida apareció en la tierra miles de millones de años antes de que llegara la "muerte"... unos 2.500 millones de años antes!

Comencemos por el principio.
En el comienzo de los tiempos, en algo así como una "sopa primigenia" (un charco lodoso y nauseabundo, bah...) pudieron aparecer las primeras estructuras moleculares complejas como los aminoácidos, algunas proteínas y polipéptidos, algunos tipos de ácidos grasos, y otras mugres por el estilo, por pura combinación química.
Alguna burbuja casual englobó varias de estas sustancias y de algún modo se formó una estructura que contenía los elementos básicos para formar la primera célula... el primer organismo capaz de intercambiar materia y energía con su medioambiente, crecer y reproducirse.
Lleva un solo párrafo decirlo, pero tal vez ese proceso duró miles de años de combinaciones fallidas, hasta que una estructura logró permanecer... Y probablemente aparecieran varias formas primitivas de hacer eso a lo largo de los siglos, y solo unas pocas, o tal vez una sola de ellas logró perdurar y replicarse... en ese preciso instante, podemos decir que apareció la "vida" sobre la tierra.

A partir de ahí, el fenómeno que conocemos como "vida" dio sus primeros pasos tratando de reproducirse... para ello, nada mejor que dividirse al medio y formar dos organismos en lugar de uno... luego cuatro, ocho, dieciseis...



y con un poco de suerte, ocupar todo el charco lodoso... y si la suerte no la abandonaba, ocupar otros charcos y continuar multiplicándose mientras hubiera nutrientes al alcance de... de... bueno, de nada, por que no eran nada mas que simples burbujas de grasa y proteína en medio del barro, pero si había algo de qué alimentarse, lo envolvían de alguna manera para introducírselos en su interior y tratar de metabolizarlo.

Lo curioso de este proceso es que cuando un organismo se divide, esencialmente no muere, ya que continua siendo tan vital como al principio, solo que por duplicado. Son dos "instancias" del mismo organismo, 100% vitales y funcionales.

Durante 2.500 millones de años, la vida se propagó así sobre el planeta, sin que la "la muerte" tuviera sentido para una célula individual... de hecho, mientras tuviera nutrientes, la célula podría vivir eternamente. Si ocurría la muerte, era por algún factor externo, pero no por ineficiencia o envejecimiento de la propia célula.

Pero en algún momento, una célula encontró que antes que vivir eternamente en soledad, era preferible formar organismos pluricelulares, agruparse y colaborar, dividir las tareas, y ser mas eficientes para conseguir nutrientes...
El problema es que para los organismos pluricelulares, eso de "dividirse y continuar viviendo como si nada" empezaba a ser un tanto complicado. Había que encontrar una salida para ello, ya que sino, no podrían reproducirse.

Por alguna azarosa razón, dos organismos con algunas pequeñas diferencias evolutivas entre sí, encontraron que podían intercambiar "información" y mezclar sus proteínas para formar un tercer organismo, un tanto diferente a los dos iniciales, pero con las ventajas de ambos.
Así nació el "sexo".
Ahora reproducirse, requería compartir material genético y crear un nuevo organismo diferente... ya no un "clon" del anterior.
El sexo ofreció entonces dos grandes cosas: una gran ventaja y una gran desventaja.

La ventaja era una capacidad de evolución mucho mas acelerada y rápida. las combinaciones de materiales genéticos daban una velocidad de adaptación impensable para los organismos unicelulares previos, donde dependían apenas de mutaciones al azar.

La desventaja era sencilla pero fatal: el organismo que se reproducía de este modo, quedaba obsoleto, envejecía, y al fin... moría.
Recién allí, aparece "la muerte".
Desde hace 1.000 millones de años, la muerte está entre nosotros.
La "muerte" llegó con el "sexo"...
la "vida", existía desde mucho, mucho antes.


Si quieren leer mas sobre esto, sobre evolución, sobre LUCA (nuestro más antiguo ancestro), sobre la búsqueda de vida en el espacio, y muchos otros temas, les recomiendo este pequeño pero fascinante reportaje al bioquímico español Dr. Carlos Briones

http://vozpopuli.com/next/76500-la-muerte-y-el-sexo-surgieron-a-la-vez-en-nuestro-planeta

Vale la pena.

jueves, 25 de febrero de 2016

Wow!

El 15 de Agosto de 1977, el radiotelescopio BigEar recibió una señal inesperada y desconcertante.

En esa época estaba de moda la búsqueda de "vida inteligente" en el espacio mediante la detección de ondas de radio, bajo la forma de una transmisión sencilla pero que indudablemente fuera artificial.

  • Hoy en día se piensa que los E.T., de querer comunicarse con otras especies, difícilmente usarían las ineficientes ondas de radio, sino formas de energía mas adecuadas... pero en los '70 era lo que había.


El BigEar, integrante del proyecto SETI trataba de buscar pulsos de radio en la frecuencia de 21 cm, ya que es una frecuencia bastante inmune al polvo interestelar y se corresponde con la emisión del Hidrógeno neutro cuando se calienta, uno de los gases más abundantes del universo, algo que los ET seguramente conocerían.

  • La lógica era sencilla: Si E.T. quería decir algo en señales de radio, probablemente usaría esa frecuencia.


Ese día, el receptor (que estaba fijo a la tierra, y por lo tanto dependía de la rotación terrestre para buscar en distintas zonas del espacio), a las 23:16 hora de Ohio, captó "algo" en la frecuencia de 1.420 MHz... una señal 30 veces más intensa que el ruido de fondo, durante exactamente 72 segundos.
Pero las señales no eran "escuchadas" por humanos de forma permanente, sino que se analizaban por computadora y se registraban en papel continuo para su posterior revisión humana.

Unos días después, un joven profesor de la Universidad de Ohio, Jerry R. Ehman, revisando rutinariamente la banda de papel, encontró algo raro, y lo resaltó escirbiendo "Wow!" junto al registro.



La secuencia "6EQUJ5" en el segundo canal del registro de la computadora representaba los siguientes valores de ruido de la señal:
6: los valores entre 6,0 y 6,999... 
E: los valores entre 14,0 y 14,999...
Q: los valores entre 26,0 y 26,999...
U: los valores entre 30,0 y 30,999...
J: los valores entre 19,0 y 19,999...
5: los valores entre 5,0 y 5,999...
El intervalo más intenso recibido (la "U") significa que la señal era 30 veces más intensa que el ruido de fondo.

En forma gráfica, la secuencia representaba esto:




Era la señal más intensa que habían detectado jamás, justo en la frecuencia en que esperaban detectar algo... la noticia corrió como reguero de pólvora y todos los radiotelescopios del mundo apuntaron a la zona de donde había provenido, en la región oriental de la constelación de Sagitario, para intentar captar una nueva señal... pasaron días, meses, años, décadas... y nada ha vuelto a detectarse desde ese lugar del espacio.
¿Que fue ese evento único y desconcertante? ¿cuál su posible origen?
Todas las posibilidades de interferencia, ruido, o fuentes conocidas se descartaron una a una sin poder explicar el evento.

Nada pudo explicar nunca una señal tan potente, que se recibió una única vez.
Las conjeturas eran múltiples y diversas:

  • Una civilización extraterrestre emitió esas señales durante un tiempo, pero solo detectamos el último pulso, y no emitió nunca mas.
  • Un tremendo acontecimiento cósmico desconocido emitió esa señal casualmente detectada.
  • La señal prevenía de un satélite espía nunca reconocido por ninguna potencia, que orbitaba por esa zona el día y la hora de detección.

Conjeturas, docenas... corroboraciones, ninguna. Hasta ahora.

Antonio Paris, profesor de astronomía en el St Petersburg College en Florida, piensa que la señal podría haber venido de uno (o dos) cometas.
Paris apunta a dos sospechosos, llamados 266P/Christensen y P/2008 Y2 (Gibbs).
Esos cometas eran desconocidos en 1977, pero haciendo cálculos orbitales en "reversa" es posible que uno o ambos hayan pasado por ese lugar del espacio aquél día.

Los cometas liberan Hidrógeno al espacio cerca del sol, ya que la radiación ultravioleta rompe las moléculas de agua liberando los residuos a su paso, pudiendo causar esa señal. Ese Hidrógeno se dispersaría rápidamente, por lo que días después, ya no sería detectado por otros radiotelescopios.

Si bien muchos dudan de que uno o dos cometas pudieran causar semejante señal, la hipótesis tiene una ventaja sobre las demás... puede ser verificada o descartada cuando los cometas vuelvan a pasar por esa zona en el futuro.

El cometa 266P/Christensen transitará la región el 25 de enero de 2017.
El cometa P/2008 Y2 (Gibbs) lo hará el 7 de enero de 2018.

Quizás entonces podamos revelar la incógnita... o continuar con el enigma.


Fuente:

viernes, 19 de febrero de 2016

eLISA

Hace casi un año hablábamos del proyecto LISA Pathfinder y su búsqueda de "la quietud máxima", donde un satélite iba a tratar de lograr lo casi imposible: que dos pequeños objetos cúbicos, separados a centímetros entre si, permanecieran absolutamente inmóviles en el espacio respecto del sistema de referencia tierra-sol.
Las buenas noticias han llegado:
El sistema ya está en órbita en el punto de Lagrange L1, ya se han soltado las trabas primarias y secundarias, y por primera vez ambos cubos de oro y platino están absolutamente quietos en el espacio.

Por otro lado, el extraordinario descubrimiento (y confirmación) de las ondas gravitacionales, hace que los objetivos del proyecto eLISA sean aún mas exitantes:

LISA Pathfinder es el experimento de avanzada que permitirá en el futuro poner en órbita al proyecto LISA, quizás uno de los mas ambiciosos sistemas de detección de ondas gravitacionales que se haya encarado, y que ahora se ha redefinido como " Evolved LISA" o eLISA.

Tras la detección de ondas gravitacionales de alta frecuencia detectadas por LIGO, en tierra, ahora se abre una tremenda ventana para que eLISA pueda ampliar mucho más esa ventana en el futuro.

eLISA podrá detectar frecuencias gravitacionales que son absolutamente imposibles de detectar en tierra, ya que serían opacadas por el mismísimo "latido" geológico del planeta.  Al estar en el espacio, el sistema no sería afectado por ese ruido geológico y podría "escuchar" ondas gravitacionales en frecuencias sumamente bajas, tales como las que se supone provendrían de los instantes primordiales del universo, mucho antes de que se emitiera la "luz" del fondo de microondas.

Como las ondas gravitacionales no pueden ser opacadas por nada (ni por los objetos masivos, ni por el polvo estelar, ni por el gas o la radiación que inunda el universo) sería posible detectar señales mucho mas cercanas al Big-Bang, probablemente durante el proceso llamado "inflación", que es imposible de observar en el espectro electromagnético.

eLISA: evolved Laser Interferometer Space Antenna
eLISA es una colaboración entre NASA y ESA que proyecta poner en órbita tres satélites (similares a LISA Pathfinder) absolutamente estables en el espacio, formando un triángulo equilátero, de 5 millones de kilómetros de lado (eso es 16 veces mas grande que la distancia de la tierra a la luna)



Una vez que las naves eLISA estén en posición absolutamente estable, desplegarán tres haces láser formando un gigantesco interferómetro de tres vías, mucho mas sensible que LIGO, VIRGO, GEO y demás interferómetros terrestres.

Será capaz de detectar frecuencias desde  0,1 Hz hasta 0,03 MHz, pudiendo observar no solo colapsos de agujeros masivos (como el detectado por LIGO) a distancias mucho mayores, sino también eventos mucho mas sutiles, como la desintegración de estrellas por parte de agujeros negros, explosiones de supernovas, o sistemas estelares binarios en rotación... por solo citar algunos ejemplos.
También será capaz de detectar eventos que sean visibles también en el espectro electromagnético, como pulsos de rayos gama o estrellas de neutrones en rotación, de modo de poder combinar con otras vías de observación, la información de ambos campos (el electromagnético con el gravitacional), para un mismo evento.
Otro aspecto importante es que dada su configuración triangular, podrá precisar con exactitud la dirección desde la que se reciben las ondas gravitacionales, ubicando un posible origen con mucha mas precisión de lo que ahora puede hacerlo LIGO.

El plan contempla tener a eLISA completamente operacional en 2034


Rangos de detección comparados para distintos proyectos

Aquí un video explicativo sobre el proyecto:



Mas info:
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/LISA

https://www.elisascience.org/articles/elisa-mission/mission-concept

jueves, 18 de febrero de 2016

El registro eterno... y la edad oscura

La fútil idea de perpetuidad... el imperioso deseo de dejar un legado eterno... la sensación de estar apenas escribiendo nuestra historia en arena húmeda...

Desde la mas remota antigüedad, casi desde que el ser humano tuvo conciencia de sí mismo, el hombre intentó dejar un registro de su cultura, de su existencia, de sus circunstancias.
Al principio como simples marcas pintadas sobre la piedra en alguna caverna...

Con el primitivo avance de las antiguas culturas, se utilizaron soportes para dejar registro de las "cosas importantes" en dichas culturas... sean éstas la cantidad de cereal en un depósito, o la figurada epopeya épica de algún héroe local... todo debía ser registrado de alguna forma.
Inscripciones en piedras, huesos tallados, trozos de historia de los que algunos han perdurado hasta nuestros días, dan cuenta de aquellos primitivos humanos de decenas de miles de años atrás.

Luego las culturas avanzaron y se desarrollaron, combinando el uso de elementos naturales con otros fabricados a tal fin, para registrar sus eventos. Así aparecen escritos en cueros de animales,  los papiros egipcios, o las tablillas de arcilla sumerias, junto a las monumentales inscripciones en piedra, los jeroglíficos o las magníficas rocas pulidas con el Código de Hammurabi... espléndidos registros de historia, legislación, arte o simples reportes contables han perdurado hasta hoy, miles de años después de haber sido tallados o grabados.

Luego, el papel... un registro versátil y económico que podía durar siglos, que podía producirse en masa y no solo servir de registro específico, sino difundir la cultura... siempre que los mandatos religiosos lo permitieran.

Pocos siglos después, la imprenta: un invento que revolucionó la ciencia y la cultura, difundiendo el conocimiento y el arte como nunca antes había sucedido. Magníficos libros impresos por millares que aseguraban la perdurabilidad del mensaje, ¿cómo no duraría al menos un ejemplar los siglos suficientes para que los futuros humanos pudieran leerlo?

Y de pronto, la fotografía... no solo las palabras podían registrarse... sino también las imágenes con una fidelidad absoluta. Ya no hacía falta el artista que pintara la batalla o la entrega del reino, sino simplemente una cámara fotográfica que registrara en papel esa imagen eterna... o al menos perdurar unas cuantas décadas.

La tecnología se acelera y también el sonido puede registrarse... en placas de arcilla primero, en compuestos vinílicos mas tarde, un registro fonográfico podía durar décadas, incluso un siglo con el suficiente cuidado. Y pronto también el cine... primero mudo y luego sonoro, para registrar por primera vez las imágenes y el sonido de los eventos históricos o artísticos... un frágil soporte celulósico, que bien conservado permitía varias décadas de almacenamiento, hasta que se degradara tanto como para tornarlo inútil.

Y luego, la revolución:
La historia, las imágenes, el arte, los sonidos, los eventos... todo podía registrarse ya no como letras escritas, sonidos grabados o puntos de color sobre un papel... ahora lo digital se imponía, reemplazando lentamente a los soportes analógicos.
Ahora todo podía registrarse indistintamente en un único formato... ceros y unos eran suficientes para archivar cualquier registro escrito, sonoro o visual. Un único par de símbolos eran suficientes para escribir toda la historia humana. Solo hacía falta un soporte adecuado, y un mecanismo que interpretara el código.

Primero fueron las tarjetas perforadas... lentas y voluminosas fueron rápidamente superadas por las cintas magnéticas y los robustos discos metálicos o los frágiles diskettes que podían conservar por decenas de años sus registros!
.., y pronto llegaron los sistemas ópticos que grababan y leían la información en un minúsculo disco plateado, Música con una fidelidad increíble, imágenes sin degradación visible, manipulados a voluntad con sistemas informáticos hogareños, podían ser archivados y guardados casi por una década, sin riesgo de que se corrompieran.

Mas cerca de nuestros días, las memorias de estado sólido invadieron nuestra cultura y reemplazaron a todos los otros sistemas de almacenamiento. Un simple "pen-drive" alcanzaba para guardar todo lo que quisiéramos en un par de centímetros cuadrados. La vida entera, discografías completas, películas y vídeos, bibliotecas completas, registros contables... todo, en la palma de nuestra mano, en un pequeño objeto del tamaño de una uña.
¿Cómo no usar semejante adelanto para conservar durante años todo lo que quisiéramos?

Pero aún quedaba la última avanzada tecnológica: La nube.
Ya ni siquiera era necesario poseer un soporte físico cualquiera, aun uno tan diminuto como una uña, para conservar por meses nuestros registros. Ahora simplemente podemos cargarlos en un "servidor" que se encuentra en algún desconocido lugar del mundo, y de forma gratuita archivar todos nuestros eventos e forma "indefinida"... o al menos, hasta que ese servicio esté disponible.

Basta de guardar soportes inútiles y obsoletos...

  • ¿quién no tiene un antiguo "floppy-disk" en algún cajón, con información imposible de rescatar?
  • ¿quién no tiene un viejo magazine con música de nuestra banda favorita, que ya no podemos reproducir?
  • ¿quién no tiene un casette VHS con el casamiento de nuestra prima, y una vieja videocasettera destruida que ya no puede reproducirlo?
  • ¿Quien no tiene un pendrive, un CD o un DVD que ya no podemos leer?
  • ¿Quién no tiene una tarjeta de memoria con fotos de nuestras vacaciones de años atrás, que ya no podemos leer en ningún dispositivo moderno?
  • ¿quien no tiene una cuenta en "la nube" de la que no recordamos la contraseña, y de la que ya no podemos recuperar su valioso contenido?
  • ¿Cómo acceder a una simple página web de un par de años atrás, que ha sido modificada o actualizada?

(probablemente, las palabras en itálica del párrafo anterior ni siquiera tengan sentido dentro de algunos siglos)

...

Curiosamente, lo digital nos dio la capacidad de almacenarlo absolutamente todo... y la obsolescencia nos dio la contracara de perderlo por el simple transcurso del tiempo, al quedar obsoletos los formatos o las tecnologías para reproducirlos... o simplemente olvidar una contraseña.


  • Lo más curioso es que durante milenios, los antiguos fueron capaces de legar sus conocimientos a miles de generaciones... y la tecnología, lentamente, nos ha obligado a perderlos en el transcurso de nuestras vidas.


La "edad oscura digital" es el supuesto (y probable) período de la historia humana por venir, donde sea imposible decodificar los registros actuales, sea por obsolecencia de sus soportes, por inexistencia de los dispositivos para descifrarlos, o simplemente por olvido de los códigos digitales para leerlos.
Un antropólogo del año 3000, 4000 o 5000 probablemente pueda leer los geroglíficos de las pirámides egipcias, ya que seguramente la Piedra Rosseta perdurará por unas decenas de miles de años mas... pero será incapaz de leer un pendrive donde tengamos nuestras fotos familiares, ya que no existirá la obsoleta tecnología para leerlos, ni conocerá los códigos en los que la información está encriptada.

Piedra Rosseta:  jeroglíficos egipcios, escritura demótica y griego antiguo

La única forma de evitar eso es resguardando todo lo que podamos, y sea humanamente relevante, ya no en piedra, sino en algún tipo de soporte que dure decenas de miles de años, y que sea sencillo de leer y decodificar.

Los antiguos resolvían ese dilema de modo simple: elegían una piedra monolítica y grababan sobre ella su mensaje del modo mas profundo posible. El código de Hammurabi es un ejemplo clásico.

Código de Hammurabi - Museo del Louvre

Pero ahora, la información es digital. No nos sirven las antiguas soluciones, y debemos encontrar una solución para preservar nuestra cultura y conocimiento, que de otro modo, está destinado a esfumarse y desaparecer en unos pocos cientos de años.

La UNESCO ha declarado la "Carta sobre el patrimonio digital" tratando de fijar pautas sobre el tema
Algunos proyectos ya trabajan en el tema, para nada sencillo.
Otras opciones también están desarrollándose al efecto.

Un video TED tratando el tema:


Lo único claro es que la edad oscura digital ya está entre nosotros, y que será muy difícil evitarla.
Ya no podremos guardar todo. Deberemos elegir qué preservar y qué descartar. Deberemos dejar el registro en un lugar accesible y estable, donde pueda ser encontrado y reproducido. Para ello deberemos dejar la tecnología (software y hardware) para hacerlo, o al menos, las instrucciones para reconstruirlos.
Y aún así, no hay certeza de que sirva.

El registro eterno es quizá el mas fútil de nuestros deseos humanos. Probablemente el registro de nuestra cultura desaparezca antes de que nosotros mismos desaparezcamos.


sábado, 13 de febrero de 2016

H. P. Robertson: El físico que corrigió a Einstein

Esta historia tiene relación con el reciente descubrimiento de las ondas gravitacionales, del que hablamos en las anteriores entradas... y trata sobre un hecho particular en la historia del genial alemán.

Todos sabemos que en 1915 Albert Einstein desarrolló su teoría de la Relatividad General, prediciendo (entre muchas otras cosas) la existencia de las ondas gravitacionales.
Pero a juicio del gran genio, dichas ondas eran tan pequeñas que serían indetectables... eran tan insignificantes que solo el choque de dos agujeros negros podrían producirlas de modo perceptible...  pero precisamente, Einstein no creía en la existencia de los agujeros negros, y por lo tanto, conservaba serias dudas de que tales ondas pudieran existir realmente, mas allá de sus cálculos matemáticos.

A tal punto llegaban sus dudas, que en 1936 le envió a Max Born una misiva diciendo:

Junto a un joven colaborador, he llegado al interesante resultado que las ondas gravitacionales no existen, aunque han sido asumidas como ciertas en primera aproximación. Esto muestra que las ecuaciones de campo ondulatorias relativistas generales en el caso no lineal nos pueden decir más, o, quizás, limitarnos más que lo que hemos creído hasta ahora.
Y luego, decidió escribir un artículo sobre el tema en el cual se desdecía de su afirmación anterior sobre la existencia de las mismas.  Envió el artículo a la prestigiosa "Phisical Review" para que se publicara.
En toda publicación científica se estila la revisión previa por pares antes de hacer una publicación, y la revista se negó a publicar el artículo de Einstein (quien ya era una celebridad mundial) bajo el argumento de que los revisores habían encontrado un error matemático en su formulación:

Estimado profesor Einstein: 
Me tomo la libertad de devolverle su artículo junto al Doctor Rosen sobre ondas gravitacionales justo a algunos comentarios del evaluador. Antes de publicar su artículo estaría muy agradecido de conocer su respuesta a los varios comentarios y críticas que el evaluador ha hecho.
Einstein, enardecido, respondió la devolución con un tajante:

Estimado señor,
Nosotros, (el señor Rosen y yo mismo), hemos enviado nuestro manuscrito para su publicación y no hemos dado permiso para que sea mostrado a otros especialistas antes de su publicación. No veo ninguna razón para responder a los – en todo caso erróneos – comentarios de su experto anónimo. Dado este incidente prefiero publicar el artículo en otro sitio.
respetuosamente,
P.S. El señor Rosen, que está en la Unión Soviética, me ha autorizado para representarlo en este asunto.

Y mandó el artículo a otra revista científica menos conocida, que aceptó con agrado publicarlo, por supuesto sin ninguna revisión previa.
Sin embargo, cuando la revista estaba a punto de imprimirse, Einstein mandó detener la publicación y modificó su artículo inicial de manera sustancial... tan sustancial que de llamarse originalmente "¿Existen las ondas gravitacionales?" pasó a llamarse "Sobre las ondas gravitacionales" donde en realidad confirmaba su existencia.

¿qué había pasado?


  • Según cuenta Leopold Infeld, a la sazón, asistente de Einstein y uno de sus más reconocidos biografos, Einstein lo convenció de la inexistencia de las ondas gravitacionales.  Infeld comenzó a trabajar en el tema y encontró una demostración alternativa de la inexistencia de tales ondas. Le contó el argumento a un tal Howard Percy Robertson, un cosmólogo que estaba en Princenton por aquellas fechas. Pero, Robertson le demostró a Infeld que su argumento fallaba y que las ondas gravitacionales tenían que existir.
Infield le comentó el hecho a Einstein, y este aceptó su error diciendo que "justo lo había descubierto la noche anterior"... cosa que, obviamente, nunca sabremos si es cierta.

Lo curioso de todo esto es que si Einstein hubiera leído la corrección hecha por el "evaluador anónimo" hubiera descubierto su error a tiempo.
¿Y quén había sido aquel "evaluador anónimo"?
El mismísmo Howart Percy Robertson.

El hombre gracias a quien Einstein no se desdijo de su predicción


Gracias a él, Einstein conserva el privilegio de ser el teórico que anticipó la existencia de las ondas gravitacionales 100 años antes de su descubrimiento... hecho que fue publicado anteayer en una prestigiosa revista: "Phisical Review"... la misma donde Einstein decidió no publicar nunca mas ningún artículo suyo.

Genio, y figura.

viernes, 12 de febrero de 2016

Ondas gravitacionales... ¿y a mí qué me importa?

La reciente confirmación del hallazgo de ondas gravitacionales por primera vez en la historia, del que dimos cuenta en la entrada anterior, tiene una importancia monumental, que probablemente escapa a la comprensión del ser humano común, agobiado por las vicisitudes mundanas... por lo tanto, trataremos de explicar su importancia en palabras sencillas:

Hagamos primero un poco de historia sobre la curiosidad del hombre respecto de las estrellas:

Ya el ser humano primitivo observaba las estrellas, construía mitos sobre ellas, y las usaba para predecir el clima o ubicarse en un territorio desconocido. Utilizaba su luz, valiéndose de sus propios ojos como instrumento de observación.
Así ocurrió durante milenios, hasta que un tal Galileo Galilei, haciendo uso de su formación como ingeniero y de su afición a la astronomía, decidió perfeccionar un invento reciente de un fabricante de anteojos francés llamado Juan Roget, y transformarlo en el primer telescopio realmente funcional para observar los astros.
Seguía siendo la luz el único medio para  observar el universo, pero ahora podíamos multiplicar por cien, por mil, o por millones la capacidad del ojo humano.

Luego, al comprenderse que la luz visible era solo una pequeña fracción de un espectro electromagnético muchísimo mas amplio, comenzaron las observaciones en Infra-rojo, Ultra-violeta, Ondas de radio, Micro-ondas, Rayos x, Rayos Gamma, y cualquier otra forma de radiación electromagnética que pudiéramos detectar.
El principio era simple: todo objeto en el universo emite radiación electromagnética, generando un campo que la transmite. Las excitaciones de ese campo se transmiten mediante perturbaciones, cuya mínima expresión es lo que denominamos "fotón" (independientemente de que se trate de luz o de cualquier otra porción del espectro electromagnético). Cuanto más sensible a esos fotones sean nuestros instrumentos, más lejos y más profundo podemos ver el universo.
La inmensa cantidad y variedad de conocimiento que tenemos sobre el comportamiento del universo y sus "reglas", provienen de nuestras observaciones electromagnéticas en todas sus formas.

Los fotones tienen una ventaja y una desventaja: La ventaja es que se mueven a la máxima velocidad posible, la velocidad de la luz, dado que no tienen "masa" (esa propiedad que pudo ser explicada con el descubrimiento del Bosón de Higgs); pero la desventaja es que pueden ser afectados por los objetos que se interpongan en su camino o por aquellos que estén suficientemente cercanos: el polvo estelar, el gas interestelar, los astros, los agujeros negros... toda partícula que esté en su trayectoria afectará su comportamiento, de modo que lo que vemos (independientemente que sea luz, microondas o rayos gamma) no es exactamente lo que existe, sino sólo lo que muestra la radiación que alcanzó a llegar a nosotros.
De ese modo, muchas cosas queda oscuras y son invisibles a nuestros detectores, por mas eficientes que sean... simplemente, esos fotones no llegan a nosotros.

Eso no es totalmente malo, ya que gracias a la absorción de fotones en ciertas longitudes de onda, podemos conocer la composición de las atmósferas de planetas extra-solares, por mencionar solo un ejemplo. Lo cierto es que hemos aprendido tanto de nuestro universo a partir de lo que vemos, como de lo que no vemos.

Pero ahora, se abre un campo diametralmente distinto:
Ya no estaremos observando la radiación electromagnética que se dispersa a través del espacio y el tiempo... ahora comenzamos a mirar (o escuchar) al espacio-tiempo mismo, por primera vez!
Este momento es comparable al de Galileo apuntando por primera vez su telescopio casero al espacio, a al primer hombre primitivo que levantó la mirada hacia las estrellas... así de trascendente es este instante de nuestra vida!
Por primera vez en nuestra historia, podemos observar el tejido que compone al universo mismo, y comprender sus secretos en un aspecto totalmente nuevo!
Lo que ayer se "vio" (prefiero pensar que se "escuchó") es el instante mismo en que dos agujeros negros se fusionaron en uno en milésimas de segundo... el colosal estallido de energía disipada por ese evento cataclísmico, ocurrido hace 1300 millones de años, y cuyo "sonido" nos llegó exactamente el 14 de septiembre de 2015 a las 5:51 a.m. hora de verano del este de Estados Unidos (09:51 UTC), y que ayer fue confirmado mas allá de toda duda.
Nunca nadie en el mundo había sido capaz de percibir algo igual en toda la historia. Levantamos la vista al universo y observamos al espacio-tiempo en plena acción.

La observación de las ondas gravitacionales tiene también, ventajas y desventajas, pero las primeras superan con creces a las segundas, ya que estas últimas son meramente tecnológicas:
La desventaja obvia es la extremadamente pequeña intensidad que tienen las ondas gravitacionales, respecto de las electromagnéticas; para medir el impacto confirmado ayer tuvo que detectarse un cambio de longitud miles veces mas pequeño que el diámetro de un protón. Probablemente pasarán décadas para que podamos observar eventos menos catastróficos y mas frecuentes con este tipo de tecnología.
La ventaja es extraordinaria: Como lo que estamos observando es al espacio-tiempo mismo, y no a las radiaciones o partículas que se desplazan a través de él, no existe nada que se oponga en su trayectoria... no hay nada que interfiera, nada que oscurezca o distorsiones... estamos tocando la tela con la que está tejido el universo.
Las ondas gravitacionales se desplazan libremente por el espacio-tiempo, sin interferencias... una vez producidas, viajarán como las ondas de agua de un estanque hasta los mismos confines del universo.

Y así como la exitación mínima de un campo electromagnético se denomina "fotón", a la exitación mínima de un campo gravitacional se lo denomina "gravitrón".
Ya pudimos detectar las ondas... ahora nos queda solo tiempo para encontrar y medir un gravitrón.

La gran duda es ¿posee masa un gravitrón?
De hecho la duda no existe, y todo indica que no debería tener masa ni carga, como los fotones... sería una descomunal sorpresa que tuvieran masa, y tiraría por la borda todo el modelo estándar...
¿Cómo saber si tiene masa? muy simple de decir pero bastante complicado de hacer: Midiendo su velocidad. Si se mueve a la velocidad de la luz, es por que no tiene masa... ningún objeto con masa podría hacerlo... pero si se mueve mas despacio, es por que tiene masa.
Otra forma de tirar a Einstein por la borda sería descubrir que se movieran más rápido que la luz... lo que sería un desastre universal, pero las posibilidades que algo así ocurra son prácticamente nulas.

¿Y cómo saben que vieron realmente lo que dicen que vieron?
Esta es una pregunta interesante... y aquí es donde rendimos homenaje a los centenares de nombre de físicos y relativistas numéricos de todo el mundo que hicieron posible el descubrimiento (de hecho el informe de ayer tiene 6 páginas completas dedicadas a nombrar a todos los que participaron en el proyecto).

Básicamente el proyecto trabaja de la siguiente manera:
Se construyen dos detectores idénticos, ubicados a 3.000 Km de distancia entre sí.
Se calculan sus sensibilidades y se efectúan miles de pruebas incluyendo " inyecciones" de datos ficticios para calibrar a la diez mil millonésima de millonésima de millonésima de metro su sensibilidad, y para verificar que los cálculos son correctos.
Se manda a cientos de personas por todo el mundo a calcular de forma coordinada y programada cuál sería el efecto detectado para cada ocurrencia estelar posible... desde el choque de dos estrellas como el sol hasta el choque de un agujero negro supermasivo con una gigante roja o una estrella de neutrones... Todos los eventos posibles fueron calculados y recalculados, y vueltos a verificar durante años, hasta tener una base de comparación inmensa contra qué confrontar certeramente un evento real detectado en ambos dispositivos.

Cuando en septiembre se detectó "algo", se buscó inmediatamente la referencia en los cálculos previos para saber si había algún evento teórico que "encajara" en la detección real:

Aquí está la predicción encontrada respecto del evento detectado:


Lo observado correspondía fielmente a un evento donde un agujero negro de 36 masas solares se fusiona con otro de 29 masas solares... y según los cálculos provistos por las fórmulas de Einstein, ese evento produciría un agujero negro único de 62 masas solares.
Pero... ¿cómo 62?
36 + 29 = 65
¿dónde están los 3 "soles" faltantes?
Esa es la masa que se convirtió en energía en milésimas de segundo, provocando la gigantesca convulsión del espacio-tiempo que llegamos a detectar.
Ambos detectores observaron la señal con 7 milisegundos de diferencia, a 3000 Km de distancia, corroborando que el evento es real.

Algo tan insignificantemente pequeño, produce un salto gigantesco en nuestro conocimiento del universo. Por fin, hemos visto en forma directa el evento catastrófico de dos agujeros negros fusionándose en uno solo, y hemos sido capaces de verificar que todo lo predicho sobre el evento se corresponde con lo observado.

Me permito esta cita:
La fusión de estos dos agujeros negros fue tan increíblemente violenta que durante un momento emitió más energía que la luz combinada de todas las estrellas del Universo juntas (!!). El patrón de las ondas detectadas concuerda casi perfectamente con los modelos teóricos. Y no es una cuestión trivial, porque en las últimas décadas habían surgido varios modelos teóricos alternativos que predecían ondas ligeramente distintas a las predichas por la Relatividad General. De hecho, la señal es tan “perfecta” que los investigadores de LIGO pensaron en un primer momento que era una “inyección”, es decir, una señal falsa introducida en el sistema para comprobar que el personal y los equipos del detector están alerta.

El futuro es ahora, mucho mas promisorio que nunca.
Nace una nueva rama de la astronomía... y hay todo un espacio-tiempo para observar.

Mas info:
http://danielmarin.naukas.com/2016/02/12/el-nacimiento-de-la-astronomia-de-ondas-gravitatorias/

jueves, 11 de febrero de 2016

Einstein tenía razón...

Si. Einstein tenía razón... otra vez.
Hace 100 años predijo que cuando dos objetos masivos se aceleran, chocan, explotan o colapsan, "sacuden" el tejido de espacio-tiempo que los rodea, formando pliegues u ondas gravitacionales, que se desplazarán por el espacio-tiempo a la velocidad de la luz, como las ondas en el agua al caer una piedra, o la onda expansiva de un cartucho de pólvora...

Esa perturbación del espacio-tiempo es tan pero tan sutil, que se dudaba que pudieran ser detectadas...hasta ahora. Hicieron falta dos agujeros negros aproximándose en destino de colisión para que pudiéramos percibirlas en escalas del orden de la millonésima de la millonésima de la millonésima de un milímetro.

Hoy se ha confirmado públicamente que los datos recogidos en septiembre pasado sobre las ondas gravitacionales presuntamente producidas por dos agujeros negros distantes a 1.300 años-luz de nosotros, son reales e indiscutiblemente verdaderas.

Por primera vez en la historia, una onda gravitacional es medida con exactitud, y confirma así una de las pocas grandes predicciones de Einstein que faltaba corroborar.

No voy a entrar en detalles sobre el hecho, ya que la red está colapsada con información sobre el descubrimiento (dejaré al pie algunos pocos enlaces para quienes deseen verlos), pero sí voy a destacar la importancia fundamental de éste evento:

  • A partir de ahora, sabemos con absoluta certeza (y ya no como una mera predicción o algo confirmado de forma indirecta), que el espacio-tiempo existe, que sus fluctuaciones son lo que denominamos "gravedad" y que dichas fluctuaciones pueden ser medidas y estudiadas. Por lo tanto, ahora podremos desarrollar la tecnología para observar el universo con un nuevo tipo de "luz": la Gravedad.
  • Por primera vez en la vida, escuchamos "crujir" al espacio y podemos "ver" las ondas de ese crujido.
  • y lo mas importante: por primera vez podemos "ver" exactamente el horizonte de sucesos de un agujero negro. Ya no es pura especulación teórica... allí están, y podemos verlos a la luz de la gravedad.

El equipo de LIGO, a través de la vocera del proyecto, la científica argentina Gabriela Gonzalez,
ha confirmado la existencia de ondas gravitacionales.

¿Cuál es la importancia a futuro de este descubrimiento?
En principio, se podrán construir "telescopios gravitacionales" (como el proyecto LISA, ya en curso) para observar el universo desde la perspectiva de la gravedad.
En segundo lugar, el hecho de poder "medir" una energía, abre la puerta a potencialmente poder entenderla y luego controlarla, lo que en un futuro puede ser la puerta a nuevos descubrimientos o usos tecnológicos hoy impensables.
En definitiva, hoy se abre un nuevo camino de descubrimientos y avances tecnológicos... y estamos aquí para contarlo.




Mas info:
http://bosoneando.blogspot.com.ar/2016/02/cuando-los-agujeros-negros-chocan.html

http://francis.naukas.com/2016/02/11/ligo-hemos-detectado-las-ondas-gravitacionales/

http://elprofedefisica.naukas.com/2016/02/11/rapido-que-son-las-ondas-gravitacionales/

viernes, 5 de febrero de 2016

La mano de Jauza

La constelación de Orión, una de las mas conocidas por todas las culturas humanas, famosa por su "cinturón" (también conocido como "las tres Marías" o "los tres reyes magos") con tres brillantes estrellas que parecen alineadas desde nuestra perspectiva terrestre, tiene también en su parte superior (el hombro de la constelación) una fulgurante estrella rojiza, que destaca claramente en el firmamento: Betelgeuse.

Betelgeuse, arriba a la izquierda.

El origen de su nombre deriva del árabe antiguo, yad al-jawzā que significa "La mano de Jauza", luego traducido erróneamente en el renacimiento como Bait al-Jauza, es decir "el hombro de Jauza", lo que luego se convirtió por su fonética en "Betelgeuse".

¿Y qué tiene de particular esta estrella?
Un par de hechos la hace especialmente interesante para nosotros:
Se trata de una supergigante roja, es decir de una estrella de tamaño descomunal, junto a la cual, nuestro sol parece una minúscula mota de polvo...
Aquí la tenemos, comparada con nuestro sol y otras estrellas del "vecindario":


Su cercanía (a apenas unos 600 años-luz del sistema solar) y su gigantesco tamaño, hacen que sea una de las estrellas más brillantes del firmamento nocturno.
Con un un tamaño casi 600 veces mayor al sol (similar al diámetro de la órbita de Júpiter), y un brillo 100.000 veces más intenso, tiene sin embargo apenas 20 veces la masa solar, y su temperatura superficial es sensiblemente menor a la del sol (lo que justifica su color rojizo).
Digamos que es un gigantesco globo de gas, que ya está consumiendo sus últimas reservas de combustible, y que mas pronto que tarde, explotará...

Y aquí está la segunda cuestión interesante: ¿Cuándo explotará?
Si bien no puede definirse una fecha concreta, Betelgeuse ha sido estudiada con gran interés, y se sabe que está rodeada de una espesa capa de gas, y que está fluctuando permanentemente, como una burbuja turbulenta que cambia su forma y tamaño permanentemente... Ya consumió todo su Hidrógeno hace mucho tiempo, y ahora sobrevive consumiendo Helio, del que ya queda muy poco.


Se sabe que Betelgeuse está en las etapas finales de su existencia como supergigante roja, y que está destinada a convertirse en Supernova en un plazo entre 1.000 y 10.000 años.
Cuando eso ocurra, el brillo de la tremenda explosión iluminará nuestro planeta tanto como la luna llena, lo que la haría perfectamente visible aún en pleno día.
Luego de la explosión, cuyo resplandor irá disminuyendo en algunos meses, quedará una gigantesca nebulosa expandiéndose en el espacio, con una pequeña y brillante estrella de neutrones en su interior.
La explosión generará inimaginables cantidades de energía, como para "freir" cualquier rastro de vida en sus cercanías, siendo incluso peligrosa hasta una distancia de 25 años luz... por suerte, a la distancia que nos encontramos eso no será un problema para el sistema solar.

Pero eso no es todo... Betelgeuse se encuentra viajando a 30 Km/s en rumbo de colisión con un "muro" de gas y polvo, contra el que impactará dentro de unos 5.000 años (si no se convirtió antes en supernova, y destrozó el "muro" con su monumental onda expansiva.
Se desconoce el origen de esa estructura linear (a la izquierda de la imagen).

Betelgeuse, la onda de choque de su viento estelar, y el muro hacia el que se dirige.
Así es que, nuestra vecina nos tiene preparados unos cuántos espectáculos en lo poco que le queda de vida... y quizá estemos aquí para disfrutarlos.
O tal vez, esté explotando en este preciso instante... pero recién podamos verlo dentro de 600 años!
:-)

Fuentes:
http://www.astronoo.com/es/articulos/betelgeuse.html
http://www.abc.es/ciencia/20130123/abci-estrella-gigante-betelgeuse-chocara-201301230950.html