Neutrinos – Primer paso para descubrir por qué existe la materia

Neutrinos: la Luz Invisible

Primer paso para descubrir por qué existe la materia

Colocada la primera piedra de un gran experimento que puede cambiar nuestro conocimiento del Universo

Más de 1.000 científicos e ingenieros de 30 países, entre ellos España, participan en un gran experimento internacional que puede cambiar nuestro conocimiento del Universo. Tardará una década en construirse, pero la primera piedra de su infraestructura acaba de colocarse en USA. El experimento estudiará las propiedades de las misteriosas partículas llamadas neutrinos, que pueden desvelarnos cómo funciona el Universo y por qué existe la materia.

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Los científicos, en el inicio de las obras. Foto: Reidar Hahn, Fermilab.

Con una ceremonia celebrada el viernes pasado en el Laboratorio Subterráneo de Sanford (SURF) en Lead, Dakota del Sur, Estados Unidos, un grupo de dirigentes políticos, científicos e ingenieros de todo el mundo marcó el inicio de la construcción de un gran experimento internacional que podría cambiar nuestro conocimiento del Universo.

Se trata de la instalación Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF), que albergará el experimento internacional DUNE(Deep Underground Neutrino Experiment), que será construido y operado por más de 1.000 científicos e ingenieros de 30 países, entre ellos España.

Cuando esté finalizado, LBNF/DUNE será el mayor experimento construido en Estados Unidos para estudiar las propiedades de las misteriosas partículas llamadas neutrinos. Desvelar los misterios de estas partículas podría ayudarnos a explicar mejor cómo funciona el Universo y por qué existe la materia.

Instituciones de decenas de países contribuirán a la construcción de los componentes de DUNE. Este experimento atraerá a estudiantes y jóvenes investigadores de todo el mundo, formando a la próxima generación de científicos que liderará este campo de investigación.

El laboratorio Fermilab, situado a las afueras de Chicago, producirá un haz de neutrinos y lo enviará a 1.300 kilómetros a través de la Tierra hasta SURF, donde se construirán cuatro grandes detectores de una altura de 4 pisos y 70.000 toneladas de argón líquido bajo la superficie para atrapar estos neutrinos.

El misterio de los neutrinos

Los científicos estudiarán las interacciones de los neutrinos en los detectores para entender mejor los cambios que sufren estas partículas cuando viajan de un punto a otro en un abrir y cerrar de ojos.

Desde su descubrimiento hace más de 60 años, los neutrinos han demostrado ser la partícula subatómica más sorprendente, y el que oscile entre tres estados diferentes es una de sus mayores sorpresas. Este hallazgo comenzó con un experimento de neutrinos solares dirigido por Ray Davis en los años 60, y llevado a cabo en la misma mina subterránea que ahora albergará a LBNF/DUNE. Davis obtuvo el Premio Nobel de Física en 2002 por este experimento.

Los científicos de DUNE también buscarán diferencias en el comportamiento entre los neutrinos y sus réplicas de antimateria, los antineutrinos, lo que nos podría dar pistas sobre por qué vivimos en un Universo dominado por la materia. DUNE también observará los neutrinos producidos en las explosiones estelares, lo que revelaría la formación de estrellas de neutrones y agujeros negros. También investigará si los protones viven para siempre o se desintegran eventualmente en otras partículas, acercándonos a la realización del sueño de Einstein: la Teoría de la Gran Unificación.

Pero antes se tiene que construir la instalación, algo que ocurrirá en la próxima década. Los operarios comenzarán la construcción excavando más de 870.000 toneladas de rocas para crear las enormes cavernas subterráneas del detector DUNE. Mientras, se construyen grandes prototipos de DUNE en el laboratorio europeo de física de partículas (CERN), uno de los mayores socios del proyecto, y la tecnología desarrollada para estas versiones más pequeñas se probará y ampliará cuando se fabriquen los grandes detectores de DUNE.

Esta instalación está financiada por la Oficina de Ciencia del Departamento de Energía de los Estados Unidos, en colaboración con el CERN y otros socios de 30 países. Los científicos que participan en DUNE proceden de instituciones científicas de Armenia, Brasil, Bulgaria, Canadá, Chile, China, Colombia, Corea del Sur, Estados Unidos, España, Finlandia, Francia, Grecia, Holanda, India, Irán, Italia, Japón, Madagascar, México, Perú, Polonia, República Checa, Rumanía, Rusia,  Suecia, Suiza, Turquía, Ucrania y Reino Unido.

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Fermilab, situado a las afueras de Chicago, producirá un haz de neutrinos y lo enviará a 1.300 kilómetros a través de la Tierra hasta SURF, en Dakota del Sur. Imagen: Fermilab.

Amplia participación española

Cuatro centros de investigación españoles forman parte de la colaboración científica del experimento DUNE: el Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Física Teórica (IFT, UAM-CSIC), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV).

Sus contribuciones abarcan tanto el diseño y la construcción del experimento, en particular de los detectores que se instalarán en el Laboratorio Subterráneo de Sanford, como los estudios para optimizar la explotación científica del experimento.

Un paso previo y crucial a la construcción de estos detectores en SURF es fabricar prototipos para probar la tecnología. Esta tarea, donde las instituciones españolas también participan, se lleva a cabo en el CERN con la construcción de dos grandes prototipos, llamados ProtoDUNE single phase (ProtoDUNE-SP) y ProtoDUNE dual phase (ProtoDUNE-DP), que se probarán con haces de partículas cargadas a partir de 2018.

Los grupos de investigación en neutrinos del CIEMAT de Madrid y del IFAE de Barcelona son responsables del sistema de detección de luz de ProtoDUNE-DP, formado por 36 fotomultiplicadores que detectan y amplifican la luz producida por las interacciones de partículas en el detector y la convierten en una señal eléctrica.

El CIEMAT lleva a cabo la caracterización de estos fotomultiplicadores para comprender su respuesta ante distintas señales de luz. Además, estos requieren un revestimiento especial que permite cambiar la luz invisible producida en el argón a una longitud de onda visible por los detectores, tarea que realiza el IFAE. El CIEMAT coordina el grupo de trabajo de DUNE dedicado a la detección de neutrinos procedentes de supernovas, donde la señal de luz producida por los fotomultiplicadores es vital al indicar el comienzo de los sucesos originados por la explosión de una supernova.

Desintegración del protón

Por otro lado, el grupo experimental de física de neutrinos del IFIC (CSIC-Universidad de Valencia) lidera el sistema de instrumentación criogénica del detector ProtoDUNE-SP, así como su sistema de monitorización y control de parámetros fundamentales como temperatura, presión, nivel y pureza del argón. Además, el grupo del IFIC coordina el grupo de trabajo de la colaboración DUNE sobre la desintegración del protón, estudiando la sensibilidad del experimento para medir este fenómeno que aún no ha sido detectado. Por otra parte, los científicos e ingenieros del IFIC trabajan también en el desarrollo de herramientas para el análisis de datos de ProtoDUNE-SP y DUNE.

Por su parte, el IFT (Universidad Autónoma de Madrid-CSIC), con contribuciones de miembros del IFIC, lidera la realización de simulaciones sobre las capacidades de DUNE para determinar parámetros aún desconocidos, como el que codifica la posible diferencia de comportamiento entre neutrinos y antineutrinos, clave para entender el exceso de materia sobre antimateria en el Universo. DUNE observará haces de neutrinos con una intensidad y precisión sin precedentes, lo que permitirá explorar respuestas a preguntas fundamentales de la física actual.

Por ejemplo, comprobando la existencia de neutrinos más pesados pero con interacciones aún más débiles que los conocidos hasta ahora, o de nuevas interacciones de los neutrinos. DUNE también podría desentrañar la naturaleza de las misteriosas partículas que forman la materia oscura del Universo, que podrían producirse junto con los neutrinos en el haz producido en Fermilab y ser descubiertas en el detector más cercano. Estas simulaciones son fundamentales en esta etapa del experimento para identificar las posibles modificaciones en el diseño que optimizarían la sensibilidad del mismo

Fuente: Tendencias21

UN UNIVERSO DE LA NADA

¿POR QUÉ HAY ALGO EN VEZ DE NADA?

Lawrence M. Krauss trata de desmontar la creencia en lo sobrenatural como origen del universo

El polémico divulgador científico lo hace desde la cosmología

Hay tres poderosas razones para leer este libro, y el lector es muy libre de elegir la que prefiera. La primera es que Lawrence Krauss (Nueva York, 1954) es uno de los intelectuales más interesantes de nuestro tiempo. Cosmólogo y físico teórico de primera línea, director del Proyecto Orígenes de la Universidad de Arizona y polemista de altura —llegó a conminar al papa Ratzinger a retractarse de su teología desde las páginas de The New York Times—, Krauss es uno de esos raros científicos que levantan la vista de sus ecuaciones para ver qué implican en el gran cuadro de las cosas y las ideas. Una inteligencia del futuro, con toda la ciencia, la profundidad y el arte en su pluma. Y no sin cierta mala uva.

La segunda, muy relacionada con el último punto, es que Un universo de la nada puede leerse como un argumento contra la religión, o contra cualquier creencia en lo sobrenatural, y que tanto el autor como sus editores hacen explícito ese ángulo con transparente intención polémica. El biólogo, divulgador y ateo militante Richard Dawkins lo expresa admirablemente en el postfacio: “Si El origen de las especies fue el golpe más letal de la biología a la creencia en lo sobrenatural, quizás acabemos viendo que Un universo de la nada es su equivalente en la cosmología; el título quiere decir lo que dice; y lo que dice es devastador”.

Y la tercera es que el último libro de Krauss —octavo en un currículo que incluye el superventas del año pasado La física de Star Trek— es seguramente la mejor explicación de la cosmología moderna para el lector general disponible en el mercado. Krauss es un divulgador científico de ensueño, rápido, transparente y penetrante, y su escritura está llena de chispa y digresión anecdótica, con un seductor sentido del humor. Algún día toda la especie humana será así.

Hay pocas aventuras intelectuales tan cautivadoras como la cosmología del siglo pasado, en la que aún seguimos inmersos. A principios del siglo XX, la sabiduría convencional era que nuestra galaxia, la Vía Láctea, ocupaba la totalidad de un universo estático e inmanente, y hoy sabemos que solo es una entre los 400.000 millones de galaxias que pueblan el universo observable. Un universo que, para colmo, parece absorto en una expansión acelerada que solo puede conducir a su muerte no ya térmica, sino por falta de sustancia.

Parecemos vivir, por otro lado, en un periodo privilegiado en la historia del cosmos. En el futuro lejano, debido a la expansión acelerada de todo cuanto existe, cada galaxia parecerá estar aislada: parecerá, en efecto, ser la única galaxia del universo, como creíamos en la Vía Láctea a principios del siglo XX. La expansión será tal que toda otra galaxia quedará fuera de toda observación y toda interacción permitida por la relatividad de Einstein, que fija un límite máximo para la velocidad de la luz y cualquier otra cosa.

Los astrónomos del futuro serán mucho más ignorantes que los nuestros, en flagrante contradicción con cualquier idea intuitiva de progreso. Como dice Krauss, “vivimos en un tiempo muy especial, el único tiempo en que la observación permite verificar que… ¡vivimos en un tiempo especial!”. Se trata de una paradoja antrópica, un término casi cabalístico que usan los físicos para referirse a los posibles sesgos que puede introducir en nuestros modelos del mundo el mero hecho de que nosotros estemos observando. El mero hecho de que vivamos en el tipo de universo que permite que vivamos, si me permiten el gongorismo.

Un universo de la nada expone magistralmente el inmenso avance en nuestra comprensión del mundo que han supuesto los últimos cien años de cosmología. De la gran aportación de Einstein con su teoría del tiempo, el espacio y la materia (la relatividad general), pasando por Henrietta Swan Leavitt, la mujer que convirtió las cefeidas en una cinta métrica para medir el cosmos; el astrónomo y exabogado Edwin Hubble, que demostró la expansión del universo con su telescopio y utilizando la teoría de Henrietta, y el físico teórico y sacerdote Georges Lemaître, que leyó el Big Bang en las ecuaciones de Einstein y es sin duda uno de los dos grandes curas de la historia de la ciencia, junto al fundador de la genética, Gregor Mendel.

El título de esta reseña es el subtítulo del libro de Krauss, y también su columna vertebral: ¿Por qué hay algo en vez de nada? Una pregunta milenaria y, según el autor, el último reducto de los teólogos y otros pensadores creyentes. Incluso si la ciencia logra explicar las leyes que rigen el comportamiento de la naturaleza y del ser humano dentro de ella, sostiene esta corriente teológica, jamás podrá responder esa última de las cuestiones. ¿Por qué hay algo en vez de nada?

Apuntando a la cabeza, Un universo de la nada se propone nada menos que responder a esa última de las preguntas. No le voy a reventar el final: lea el libro.

Un universo de la nada. Lawrence M. Krauss. Postfacio de Richard Dawkins.Traducción de Cecilia Belza y Gonzalo García. Pasado & Presente. Barcelona, 2013. 251 páginas.

Fuente: EL PAÍS

¿VIVIMOS EN EL INTERIOR DE UN COSMOS ARTIFICIAL?

¿Vivimos en una simulación informática?

Crean un test para averiguar si el Universo es (o no) una simulación informática

Hace ya una década, un filósofo británico desarrolló la teoría de que el Universo en que vivimos podría no ser más que una simulación informática creada por nuestros lejanos descendientes. Y por increíble que parezca, un grupo de físicos de la Universidad de Washington ha conseguido ahora desarrollar un test para probar su veracidad. El estudio aparece publicado en ArXiv.org.

La idea de que la Humanidad podría estar viviendo en el interior de un Universo artificial surgió en un artículo de Nick Bostrom, profesor de filosofía de la Universidad de Oxford. El trabajo se publicó en 2003 en la revista Philosophical Quarterly y desde entonces no ha dejado a nadie indiferente.

En su trabajo, Bostrom argumentaba que por lo menos una de estas tres posibilidades debe ser cierta:

– Es probable que nuestra especie se extinga antes de alcanzar una etapa “post humana”.
– Es muy poco probable que cualquier civilización “post humana” ponga en marcha un número significativo de simulaciones informáticas sobre su historia evolutiva.
– Tenemos la casi absoluta certeza de estar viviendo en una simulación informática.

También decía Bostrom que “la creencia de que hay una posibilidad significativa de que un día nos convirtamos en “post humanos” que pongan en marcha simulaciones sobre sus ancestros es falsa, a menos que no estemos ya viviendo en una simulación”.
Por supuesto, y dada la limitación de nuestras computadoras, serían necesarias, como poco, décadas enteras para que éstas pudieran ejecutar incluso los más elementales programas de simulación sobre la evolución del Universo.

Pero un grupo de físicos de la Universidad de Washington ha puesto a punto un “test” que podría llevarse acabo ahora, o en un futuro muy cercano, y que sería capaz de averiguar si, efectivamente, vivimos o no dentro de una simulación.

En la actualidad, las supercomputadoras que existen utilizan una técnica llamada “cuadrícula de cromodinámica cuántica” que, partiendo de las leyes fundamentales de la Física que rigen el Universo, son capaces de simular (con cierto éxito) diminutas porciones de él, en la escala de una billonésima de metro, algo mayor que un núcleo atómico.

A medida que pase el tiempo, será posible realizar simulaciones más potentes, y que funcionen a escalas mayores. Primero en un “trozo” de Universo del tamaño de una molécula, después de una célula y más tarde, por qué no, incluso de un ser humano.

Eso, por supuesto, necesitará del desarrollo de muchas generaciones de superordenadores cada vez más potentes y que sean capaces, poco a poco, de simular pedazos de Universo lo suficientemente grandes como para entender las restricciones a las que, necesariamente, se verían sometidos los procesos físicos que conocemos. Restricciones que nos servirían de pruebas de que, efectivamente, vivimos dentro de un modelo computerizado.

Sin embargo, para Martin Savage, profesor de Física de la Universidad de Washington y autor principal del estudio, existen ya señales inequívocas de la presencia de esas restricciones físicas en las simulaciones del presente. Restricciones que seguramente se harán cada vez más evidentes a medida que las supercomputadoras puedan simular porciones cada vez mayores de Universo.

Una de esas restricciones sería la “cuadrícula base” que sirve para modelar el contínuo espacio-temporal en el que el Universo se desarrolla y que, igual que se hace hoy, usarán también nuestros lejanos descendientes para construir sus simulaciones en un futuro lejano. Por eso, encontrar pruebas de que existen esas restricciones en nuestro Universo sería lo mismo que demostrar que vivimos en un entorno artificial.

En la actualidad, las computadoras que realizan esa clase de cálculos (aunque aún, como hemos visto, a escalas muy limitadas), dividen el espacio tiempo en una retícula de cuatro dimensiones. Lo cual permite a los investigadores, por ejemplo, ver en acción a la “fuerza nuclear fuerte”, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza cuya misión es mantener estrechamente unidos a los quarks para que puedan formar protones y neutrones estables en el interior de los núcleos atómicos. Sin esa fuerza, sencillamente, no existiría la materia tal y como la conocemos.

“Si consigues hacer una simulación lo suficientemente grande -explica Savage- de ella emergería algo muy parecido a nuestro Universo”. Por lo cual, según el científico, solo es cuestión de buscar en el Universo en que vivimos una “firma” análoga a la que nosotros mismos estamos utilizando en nuestras simulaciones a pequeña escala.

Algo que además, para Savage y sus colegas, es perfectamente factible. De hecho, sugieren que la “firma” que probaría que el nuestro es un Universo artificial podría mostrarse como una limitación en la energía de los rayos cósmicos (la radiación que nos llega de estrellas y galaxias lejanas).

Según la idea de Savage, los rayos cósmicos de mayor energía no podrían viajar por los bordes de la retícula artificial que simula el espaciotiempo en un hipotético modelo informático, sino que debería viajar en diagonal, por lo que sus interacciones no serían iguales en todas las direcciones, como sería de esperar. Si se consigue demostrar que esa limitación “antinatural” existe, ya no habría duda de que vivimos en el interior de una simulación.

“Se trata -afirma Savage- del primer test para comprobar esta idea” (la de si vivimos o no dentro de una simulación informática).

Por supuesto, si el concepto resultara ser cierto, abriría posibilidades ilimitadas. Por ejemplo, los investigadores sugieren que si nuestro Universo fuera una simulación, entonces podría haber otras simulaciones ejecutándose al mismo tiempo, que seríanUniversos paralelos al nuestro.

En cuyo caso, cabría hacerse la siguiente pregunta: “¿Podríamos comunicarnos con otros Universos si todos ellos se están ejecutando sobre la misma plataforma?”. Sin duda, una más que interesante cuestión.

Fuente: MysteryPlanet

Simulación Informática

Simulación Informática

Martin Savage: Los rayos cósmicos revelarán si el universo es una simulación informática

Un equipo de físicos de la Universidad de Washington idean una prueba para verificar o refutar la hipótesis de Nick Bostrom

En 2003, el filósofo británico Nick Bostrom proponía que nuestro universo podía ser una simulación informática llevada a cabo por nuestros descendientes. Una hipótesis a todas luces descabellada que, sin embargo, quizá algún día llegue a probarse –o a refutarse- utilizando ordenadores superpotentes. Según un equipo de físicos de la Universidad de Washington, entre los que se encuentra Martin Savage, una simulación informática podría aclarar si el cosmos es una realidad artificial. Por Yaiza Martínez.

Hace una década, el filósofo británico Nick Bostrom, de la Universidad de Oxford, tuvo una idea: nuestro universo podría ser una simulación informática realizada por nuestros descendientes.

En un artículo aparecido en 2003 en la revista The Philosophical Quarterly, Bostrom argumentaba que, al menos, una de estas tres posibilidades debía ser verdadera: es probable que la especia humana se extinga antes de alcanzar un estadio “post humano”; es improbable que ninguna civilización post humana realice un número significativo de simulaciones de su propia historia evolutiva; y vivimos, casi con total certeza, en una simulación informática.

Brostom sostenía que “la creencia de que hay una posibilidad significativa de que algún día lleguemos a ser posthumanos que realicen simulaciones de sus ancestros es falsa, a no ser que actualmente estemos viviendo en una simulación”.

No se puede negar que la hipótesis de Bostrom parece descabellada e incluso incomprensible. Pero, a pesar de eso, un equipo de físicos de la Universidad de Washington, en Estados Unidos, han ideado una prueba que podría demostrar si es o no cierta, publica la UW en un comunicado.

La prueba ideada por los físicos está basada en supercomputadoras. Las actualmente existentes utilizan una técnica llamada “retícula de cromodinámica cuántica” (Lattice QCD) capaz de simular diminutas partes del universo, del tamaño aproximado de un núcleo atómico.

Los científicos esperan que, con el paso del tiempo y a medida que aumente la potencia de los ordenadores, se puedan realizar simulaciones más potentes y a mayores escalas.

¿Podría comprobarse entonces la veracidad o la falsedad de la teoría de Bostrom? Para tratar de desentrañar este rompecabezas, hemos hablado con Martin Savage, uno de los autores de la investigación y de un artículo sobre esta aparecido en arxiv.

¿En qué se basa la idea de que el universo que nos rodea podría ser una simulación informática?

Durante los últimos años, hemos realizado simulaciones de partículas atómicas, con el fin de definir de manera más precisa las llamadas “fuerzas nucleares” [que son las que ensamblan a las partículas subatómicas].

En este contexto, uno de nuestros colaboradores trajo a colación el trabajo de Nick Bostrom, y comenzamos a preguntarnos cómo podría saberse si nuestro universo es o no una simulación.

A partir de nuestra experiencia con el impacto que tienen, sobre nuestras propias simulaciones, las limitaciones de los recursos que manejamos, que dejan una huella en los resultados obtenidos, extrapolamos (ese impacto) al propio universo.

Si pudieran superarse esas limitaciones, ¿cree usted que una simulación informática con futuros ordenadores superpotentes revelaría que, realmente, nuestro universo es artificial?

Yo creo que la respuesta es no. Si desarrollásemos un ordenador lo suficientemente potente lo que sí podríamos llegar hacer es una simulación de la historia de un universo igual que el nuestro.

¿Podría probarse –o refutarse- entonces la teoría de Bostrom?

Nunca puede probarse la veracidad de una teoría. Solo pueden hacerse predicciones experimentalmente verificadas, que por tanto indiquen que una teoría es coherente con la naturaleza. Así que se necesitaría elaborar un gran número de pruebas consistentes con ese escenario, que eliminasen (o determinasen) de manera efectiva otras explicaciones posibles.

¿Qué tienen que ver los rayos cósmicos con la probabilidad de que nuestro universo sea una construcción artificial?

Si el universo fuera realmente una simulación llevada a cabo con recursos finitos, eso dejaría una huella en el comportamiento de los rayos cósmicos de muy alta energía. Las desviaciones anticipadas por la relatividad podrían ser más apreciables a ese nivel energético. El hecho de no encontrar variaciones de este tipo sugeriría que no nos encontramos en una simulación o que, para detectarla, sería necesaria una mayor precisión en nuestras mediciones, por el tamaño minúsculo del entramado espacial.

Las simulaciones que hasta ahora se han realizado, ¿han dado ya alguna pista o alguna señal de que vivimos en una simulación informática?

No. Hasta el momento no ha aparecido ninguna evidencia que indique que estamos en una simulación.

En el artículo publicado por la Universidad de Washington sobre su trabajo, ustedes señalan que, si el universo fuera una simulación informática, este podría crear otros universos paralelos a sí mismo. ¿Tendría esto algo que ver con la teoría del multiverso?

Por supuesto que hay paralelismos. Uno se puede imaginar activando simulaciones de múltiples universos distintos desde el mismo ordenador, si este fuera lo suficientemente potente.

¿Tiene alguna relación la concepción del universo como simulación informática con la posible existencia de una inteligencia “externa” a la composición del universo o piensan ustedes en una capacidad de simulación que sea inherente al propio universo?

Yo concibo el escenario de la simulación en el contexto de científicos que, en el futuro, estén explorando de dónde venimos, a través de simulaciones de nuestro universo.

¿Cuáles serán los pasos siguientes en su investigación?

Todavía no hemos decidido que haremos a continuación. Con certeza, sería importante explorar con más detalle las limitaciones de los recursos con los que contamos.

Fuente: Tendencias21

INGENIERÍA EXTRATERRESTRE

Ingeniería Inversa

Nos acercamos al encuentro con formas de vida fuera de la Tierra

Científicos convocados por la Royal Society de Londres señalan que debemos prepararnos para este descubrimiento

Las formas de vida extraterrestre serán detectadas muy pronto gracias a las tecnologías disponibles, por lo que tenemos que estar preparados para las consecuencias de este hallazgo. Ésta es una de las conclusiones a la que han llegado científicos y astrónomos de todo el mundo, reunidos recientemente en un encuentro de la Royal Society de Londres, para discutir cuestiones relacionadas con la vida alienígena. Sus argumentos, aunque parecen sacados de la ciencia ficción, en realidad tienen una base científica y tecnológica. Por Yaiza Martínez.

El pasado 25 y 26 de enero se celebró una conferencia en la Royal Society de Londres en la que se discutieron cuestiones relacionadas con la existencia de vida en otros planetas.

¿Qué aspecto tendrán los extraterrestres si los encontramos?, ¿Se encontrarán formas de vida similares a la nuestra en el espacio exterior o, por el contrario, estas formas de vida serán más parecidas a las que nos ha mostrado en incontables ocasiones la ciencia ficción?, fueron algunas de esas cuestiones.

Bajo el nombre de “The detection of extra-terrestrial life and the consequences for science and society” (La detección de vida extraterrestre y sus consecuencias para la ciencia y la sociedad), la conferencia reunió a los principales astrónomos y científicos de todo el mundo, que intentaron dilucidar, además, qué pasará realmente cuando el ser humano encuentre señales de vida en otros planetas.

Muy cerca

El hallazgo de vida extraterrestre no es una posibilidad remota, aseguran los científicos. Los astrónomos son ya capaces de detectar planetas orbitando alrededor de estrellas lejanas, y en los que podrían existir formas de vida.

Las generaciones que actualmente poblamos la Tierra llegaremos a ver la detección de señales de vida extraterrestre en alguna parte del Universo, aseguran los expertos. ¿Qué pasaría si esto sucediera?

En un comunicado publicado por la Universidad St. Andrews se explica que, ahora más que nunca, la humanidad tiene que prepararse para las consecuencias de un posible encuentro con formas de vida alienígenas.

Según declaró en la conferencia Martin Dominik, de la Escuela de Física y Astronomía de dicha universidad, los rápidos avances alcanzados en las tecnologías de exploración espacial hacen que esta posibilidad sea una posibilidad real.

Dominik afirma: “podría ser que no estuviéramos solos en el universo, lo que afectaría radicalmente la forma en que la humanidad se comprende a sí misma. Tenemos que estar preparados para las consecuencias”.

Técnica clave

Dominik es pionero en la exploración planetaria. De hecho, en 2006, él y su colaborador, Keith Horne, descubrieron el planeta más parecido a la Tierra de los encontrados hasta el momento.

Bautizado como “ OGLE-2005- BLG-390Lb”, este planeta tiene una masa cinco veces mayor que la de la Tierra, y se encuentra a unos 20.000 años luz de distancia, cerca del centro de la Vía Láctea, orbitando alrededor de una estrella más pequeña que el Sol.

Según explicó en 2006 la Universidad St.Andrews en un artículo, este planeta es demasiado frío para contener vida, pero fue encontrado con una técnica denominada de microlente gravitacional, que permite detectar objetos de la masa de un planeta o de la masa de una estrella, independientemente de la luz que éstos emitan.

El hallazgo del OGLE-2005- BLG-390Lb con esta técnica supuso un resultado innovador, clave para la búsqueda posterior de formas de vida extraterrestre.

Alienígenas inteligentes

Por otra parte, en la conferencia de la Royal Society, Lord Rees, Presidente de la Royal Society y Astrónomo Real, afirmó que el descubrimiento de vida extraterrestre podría cambiar a la humanidad para siempre, alterando la visión que tenemos de nosotros mismos y de nuestro lugar en el cosmos.

Según Rees, la tecnología de que se dispone está ya tan avanzada que no sólo podremos detectar planetas no mayores que la Tierra orbitando alrededor de otras estrellas, sino que también seremos capaces de saber si estos planetas tienen continentes y océanos o el tipo de atmósfera que los rodea.

Rees añadió que, si se encontrara alguna forma de vida alienígena, incluso una forma muy simple, en cualquier lugar, nos enfrentaríamos a uno de los mayores descubrimientos del siglo XXI.

El científico señaló tener la sospecha de que hay vida e inteligencia en otros lugares del universo, en formas que nos resultan inconcebibles. Incluso, podría haber formas de inteligencia superiores en capacidad a la inteligencia humana, tan alejadas de ésta como nosotros lo estamos de un chimpancé.

Proyecto SETI

En otra intervención de la conferencia, el profesor Paul Davies, de la Universidad de Arizona, explicó el estado actual y futuro del proyecto SETI, señalando que se necesitan más esfuerzos y flexibilidad para cuestionar las ideas existentes sobre qué forma podría tomar una inteligencia alienígena, cómo podría intentar un ser inteligente extraterrestre contactar con los humanos, y cómo podríamos responder si alguna vez este contacto se produce.

SETI es el acrónimo del inglés Search for ExtraTerrestrial Intelligence, o Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre, un proyecto con el se intenta desde hace 15 años encontrar vida extraterrestre inteligente, ya sea por medio del análisis de señales electromagnéticas capturadas en distintos radiotelescopios, o bien enviando mensajes de distintas naturalezas al espacio con la esperanza de que alguno de ellos sea contestado.

Hasta la fecha, no se ha detectado ninguna señal de claro origen extraterrestre, sin incluir la todavía sin definir Señal WOW!. nombre que se le dio a una captación de radio que podría ser el único mensaje recibido hasta la fecha procedente de seres inteligentes alienígenas.

Esta señal fue registrada el 15 de agosto de 1977 por el radiotelescopio Big Ear, y procedía de la zona oeste de la constelación de Sagitario.

Otras técnicas novedosas

En Tendencias21 hemos hablado en otras ocasiones de las tecnologías emergentes en la búsqueda de vida extraterrestre. Por ejemplo, el pasado mes de abril se hizo público que un equipo de investigadores norteamericanos había ideado un novedoso sistema que, basado en el análisis de la “quiralidad” de las moléculas (propiedad que permite saber en qué dirección reflejan éstas la luz), podría introducirse en un futuro en un telescopio gigante o en una sonda espacial para rastrear planetas lejanos para tratar de encontrar “marcas” moleculares que revelen la presencia de vida en dichos planetas.

Por otra parte, el pasado mes de octubre, científicos canadienses revelaron que habían creado un microscopio robusto y sencillo llamado DIHM, destinado a investigar formas de vida extraterrestres en misiones espaciales. En ellas DIHM podría dedicarse a registrar imágenes de cualquier objeto que midiese como mínimo 100 micrómetros.

Por último, en septiembre de 2009, supimos que un equipo de investigadores de la Open University del Reino Unido están creando una nueva ecuación con la que se podrá cuantificar matemáticamente el potencial de un hábitat determinado para albergar vida.

Este “índice de habitabilidad” ayudará a determinar qué lugares de nuestra galaxia podrían ser entornos habitables, es decir, qué planetas disfrutarían de la presencia de un solvente (como el agua), tendrían materiales posiblemente orgánicos, unas condiciones generales benignas y algún tipo de recurso energético.

Fuente: Tendencias21

El Universo – Búsqueda de planetas habitables

¿Es la tierra el único planeta habitable?

Gigantes Gaseosos

Gigantes Excéntricos

El clima de los Súper Calientes

Planetas Púlsar

Zonas habitables de los Sistemas Solares Distantes

Encuentran una supertierra que podría albergar vida

Está en la zona de habitabilidad de un sistema de seis planetas situado a 42 años luz de la Tierra

Un equipo internacional de astrónomos ha encontrado una supertierra con un clima y una órbita alrededor de su estrella similares a los terrestres. Asimismo, en ella sería posible tanto la existencia de agua líquida como de una atmósfera estable, aseguran los científicos. Todo ello convierte a esta supertierra en un nuevo candidato a planeta habitable. Por Yaiza Martínez.

Un equipo internacional de astrónomos ha encontrado en el espacio una supertierra orbitando alrededor de una estrella cercana, que podría tener un clima similar al terrestre e incluso albergar vida.

El hallazgo, que recoge la revista Astronomy & Astrophysics, ha sido realizado por Mikko Tuomi, de la Universidad de Hertfordshire (Inglaterra) y Guillem Anglada-Escude, de la Universidad de Göttingen (Alemania), entre otros astrónomos.

Según publica Alphagalileo, la supertierra encontrada se halla en la zona de habitabilidad de una estrella conocida como HD 40307, una enana naranja situada a unos 42 años luz de nuestro planeta, en la constelación de Pictor, y cuya masa es algo menor que la del Sol.

En astrofísica, se define como zona de habitabilidad estelar a la región alrededor de cualquier estrella en la que, de encontrarse ubicado un planeta, la luminosidad y el flujo de radiación incidente sobre él (procedente de su estrella) permitiría la presencia de agua en estado líquido sobre su superficie.

La HD 40307, por su parte, es la estrella anfitriona de un sistema planetario del que hasta ahora se había pensado que solo contenía tres planetas, en una órbita demasiado cercana a dicha estrella como para albergar agua líquida. El descubrimiento de esos tres primeros planetas fue realizado en 2008.

Pero Tuomi y su equipo han conseguido detectar otros tres planetas más. Lo lograron eludiendo falsas señales originadas por la actividad estelar del sistema. Así pudieron registrar datos de otras tres supertierras, también en órbita.

Lo hicieron, según Mikko Tuomi, gracias a nuevas técnicas de análisis de datos que incluyen el uso de la longitud de onda a modo de filtro para reducir la influencia de actividad en las señales procedentes de la HD 40307.

Estas técnicas incrementaron significativamente la sensibilidad de los registros lo que permitió “revelar la existencia de tres supertierras (más) alrededor de la estrella analizada”, explica Tuomi.

Características del planeta

De los tres nuevos planetas descubiertos, el de mayor interés es el que se encuentra en la parte más externa de la órbita de la HD 40307. Esta supertierra tiene una masa de al menos siete veces la de la Tierra.

Su órbita alrededor de la estrella anfitriona tiene una distancia similar a la de órbita terrestre alrededor del Sol, por lo que este planeta recibe una cantidad de energía de su estrella parecida a la que recibe la Tierra de nuestro Sol.

Este hecho aumenta las probabilidades de que sea habitable, porque supone que el planeta no sería ni demasiado cálido ni demasiado frío. Asimismo, en él sería posible tanto la existencia de agua líquida como de una atmósfera estable, lo que incrementa también sus probabilidades de habitabilidad, según publica la Universidad de Göttingen en un comunicado.

Otro factor importante en este sentido es que esta supertierra parece girar sobre su propio eje, a medida que orbita alrededor de la HD 4037, generando ciclos de día y noche como los existentes en nuestro planeta. Esto favorecería la creación en ella de un entorno similar al terrestre.

Guillem Angla-Escude afirma además que: “La HD 40307 es una estrella de secuencia principal perfectamente estable, por lo que no existe razón alguna para que no pudiera propiciar un clima como el de la Tierra”.

Mikko Tuomi llevó a cabo esta investigación como miembro de la red europea de ciencia RoPACS (Rocky Planets Around Cool Stars), una iniciativa para la búsqueda de planetas que orbitan estrellas.

Una promesa más lejana

A principios de este año, la nave Kepler encontró un planeta, el Kepler-22b, con una órbita similar al de la supertierra recién encontrada, conocida como HD 4037g.

El Kepler-22b fue el primer exoplaneta encontrado en una zona habitable y, según los científicos, es un planeta susceptible de albergar vida ya que puede que presente todas las condiciones para ello, como agua, y temperatura y atmósfera adecuadas. Este planeta tiene 2,4 veces el radio de la tierra y orbita su estrella (Kepler-22) en 289 días.

Sin embargo, el Kepler 22d se encuentra a 600 años luz de la Tierra, mientras que la supertierra HD 4037g está mucho más cerca, a “solo” 42 años luz de nosotros.

Fuente: Tendencias21
http://www.tendencias21.net/Encuentran-una-supertierra-que-podria-albergar-vida_a14135.html

UNIVERSO, ESPACIO-TIEMPO

ECOS DEL BIG BANG

LA INFLACIÓN CÓSMICA

EL ESPACIO DE ONCE DIMENSIONES

ENERGÍA OSCURA

EL FUTURO DE LA COSMOLOGÍA

Demuestran que las partículas cuánticas están vinculadas más allá del espacio-tiempo

En el universo todo podría estar influenciado por todo, señalan nuevos resultados teóricos

Uno de los fenómenos más sorprendentes de las partículas subatómicas es que, según las leyes de la física cuántica, se pueden relacionar entre ellas a distancia de manera instantánea o a velocidades superiores a la de la luz. De hecho, existen modelos que explican esta relación a partir de señales que se propagan a velocidades supralumínicas. Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de investigadores ha demostrado que estos modelos son posibles sólo si la velocidad de estas señales es infinita, lo que supone que, en el universo, todo estaría influenciado por todo de manera instantánea, y se perdería la noción de espacio-tiempo. Esta fascinante sugerencia, sin embargo, podría ser desbancada por otros modelos teóricos y debe ser testeada por futuros experimentos, para los que la tecnología aún no está preparada, afirman los científicos. Por Yaiza Martínez.

Uno de los fenómenos más sorprendentes de la física cuántica es la presencia de unas correlaciones entre partículas cuánticas que no pueden ser explicadas desde el punto de vista de la física clásica. Estas correlaciones son denominadas por los científicos como “no-locales”, porque parecen implicar la existencia de influencias instantáneas o, al menos, más rápidas que la luz, entre partículas distantes.

Según ha explicado a Tendencias21 el físico del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) de Barcelona, Antonio Acín, en la actualidad, ya existen modelos teóricos que tratan de explicar las correlaciones no-locales entre las partículas subatómicas.

En un artículo publicado recientemente en la revista Nature Physics por Acín y otros investigadores del Centro for Quantum Technolgies (CQT), de Singapur, junto a colaboradores de Suiza y Bélgica, se ha intentado establecer si dichos modelos pueden o no ofrecer una explicación satisfactoria de las correlaciones cuánticas no-locales a partir de influencias no detectables, que viajarían a una velocidad mayor que la de la luz.

Preocupante “acción fantasmal a distancia”

Las predicciones cuánticas desafían la teoría que mejor ha descrito hasta la fecha la naturaleza del espacio y el tiempo: la teoría de la relatividad de Einstein. En ella se establece como límite universal de velocidad la velocidad de la luz: 299.792.458 m/s.

En el artículo de Nature Physics, los científicos estaban interesados en desvelar si esta teoría era violada por las partículas cuánticas o si, por el contrario, se podrían “explicar los fenómenos que observamos (a nivel cuántico) sin sacrificar el sentido de las cosas, que se suceden en el espacio y el tiempo”, explica el investigador del CQT y primer autor del trabajo, Jean-Daniel Bancal, en un comunicado del CQT. El cambio viene de que, stricto sensu, la teoría cuántica no viola la teoría de la relatividad.

El propio Einstein fue el primero en alertar sobre las preocupantes implicaciones de lo que él denominó la “acción fantasmal a distancia” o el fenómeno del entrelazamiento cuántico, predicho por la mecánica cuántica.

Este fenómeno implica que las partículas subatómicas, una vez “enredadas” o “entrelazadas” pasan a comportarse como si fueran una sola, incluso después de haber sido separadas (por eso se denomina comportamiento “no-local”). Este hecho viola tanto el concepto de causa-efecto como nuestra comprensión del espacio y el tiempo.

Ocultar para que todo encaje

Acín explica: “De cara a no contradecir la relatividad de Einstein, estas influencias (entre partículas subatómicas, a velocidades supralumínicas) deben permanecer ocultas, en el sentido de que no pueden ser detectadas o manipuladas”.

En caso contrario, es decir, “si se tuviera acceso a ellas, se podrían utilizar para enviar información más rápido que la velocidad de la luz, lo que es imposible en el marco de la teoría de la relatividad. Por lo tanto, los modelos con influencias supra-lumínicas pueden ser una explicación válida de la física cuántica, siempre que se suponga que la influencia queda a un nivel oculto”.

Pero, según los resultados alcanzados por los investigadores en el estudio de los modelos, las cosas no funcionan así: “en el caso de influencias que se propagan a velocidad arbitraria pero no infinita, las influencias no pueden quedar ocultas, si se deben reproducir las correlaciones cuánticas”, afirma Acín.

Esto significa que “si estos modelos son la explicación de las correlaciones cuánticas, sería posible la transmisión de información más rápida que la luz”, es decir, que se violaría la teoría de la relatividad.

El investigador del ICFO concluye que: “Puesto que la mayor parte de los físicos creen que esto es imposible, se prefiere pensar que estos modelos no son válidos”.

Influencias externas al espacio-tiempo

Los hallazgos realizados a partir de los modelos han llevado a Nicolas Gisin, profesor de la Universidad de Ginebra y miembro del mismo equipo de investigadores, a señalar que: “nuestros resultados dan peso a la idea de que las correlaciones cuánticas, de alguna manera, surgen desde fuera del espacio-tiempo”.

Para Acín, estos resultados suponen “que la única posibilidad para los modelos en consideración de reproducir la física cuántica es por medio de influencias instantáneas, a velocidades infinitas. Pero entonces, todo estaría influenciado por todo de manera instantánea, y se perdería la noción de espacio-tiempo”. Acín añade que, a pesar de ello, “hay que ser cautos, ya que podrían existir otros modelos”.

El paso de los modelos a las mediciones reales aún no es posible, porque, según el físico del ICFO: “se requeriría de una tecnología más allá de lo que hoy es posible en los laboratorios”.

A la pregunta de si estas mediciones podrían convertirse algún día en la prueba de la naturaleza cuántica del universo, el físico contesta que “en realidad ningún experimento prueba la validez de una teoría ya que, en un sentido estricto, las teorías sólo se pueden falsificar experimentalmente. Pero es cierto que (de darse estos resultados en experimentos futuros), se reforzaría la creencia de que la física cuántica describe el universo”.

Fuente: Tendencias21

Tras las huellas del agua en el universo

¿De dónde viene el agua de la Tierra y cuál es su función en el universo?

Hallan en una nube estelar agua suficiente como para llenar tres millones de océanos

Se encuentra en la constelación de Tauro e indica la formación de una nueva estrella

El telescopio espacial Herschel de la ESA ha descubierto vapor de agua en una nube molecular que está empezado a colapsar para formar una nueva estrella, del tamaño de nuestro Sol. Según los astrónomos, la cantidad de vapor de agua en esta nube es tal, que podría llenar 2.000 veces los océanos de la Tierra. El hallazgo fue realizado al estudiar un núcleo pre-estelar de la constelación de Tauro, conocido como Lynds 1544.

El telescopio espacial Herschel de la ESA ha descubierto vapor de agua en una nube molecular que está empezado a colapsar para formar una nueva estrella, del tamaño de nuestro Sol. Según los astrónomos, la cantidad de vapor de agua en esta nube es tal, que podría llenar 2.000 veces los océanos de la Tierra. El hallazgo fue realizado al estudiar un núcleo pre-estelar de la constelación de Tauro, conocido como Lynds 1544.

El telescopio espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha descubierto vapor de agua en una nube molecular que está empezado a colapsar para formar una nueva estrella del tamaño de nuestro Sol.

La cantidad de vapor de agua en esta nube es tal que podría llenar 2.000 veces los océanos de la Tierra, según informa la ESA en un comunicado.

Las estrellas se forman en el seno de frías nubes de gas y polvo, los ‘núcleos pre-estelares’, que contienen todos los ingredientes necesarios para crear sistemas planetarios como el nuestro.

Ya se había descubierto agua fuera de nuestro Sistema Solar, cerca de las regiones donde se están formando nuevas estrellas y en discos protoplanetarios. Estas moléculas de agua se encontraban en forma de vapor o en estado sólido, unidas a las partículas de polvo.

Agua en Tauro

Herschel realizó este descubrimiento al estudiar un núcleo pre-estelar de la constelación de Tauro conocido como Lynds 1544.

Esta es la primera vez que se detecta vapor de agua en una nube molecular que está a punto de comenzar el proceso de formación de una nueva estrella.

El vapor detectado, suficiente como para llenar más de 2.000 veces los océanos de nuestro planeta, fue liberado de las partículas de polvo congelado por la acción de los rayos cósmicos de alta energía que atraviesan la nube.

“Para generar tal cantidad de vapor, tiene que haber suficiente agua congelada en la nube como para llenar tres millones de océanos terrestres”, explica Paola Caselli, de la Universidad de Leeds, Reino Unido, autora principal del artículo que presenta estos resultados en la publicación Astrophysical Journal Letters.

Caselli añade que: “Antes de realizar este descubrimiento, pensábamos que no se podría detectar vapor de agua en estas regiones, ya que la temperatura es tan baja que toda el agua tendría que estar congelada. Ahora tenemos que revisar nuestras hipótesis sobre los procesos químicos que se desarrollan en estas regiones de alta densidad y, en particular, el papel que juegan los rayos cósmicos para mantener una cierta cantidad de agua en estado gaseoso”.

El agua indica la formación de una nueva estrella

Las observaciones también desvelaron que las moléculas de agua están fluyendo hacia el centro de la nube, lo que podría indicar que acaba de comenzar su colapso gravitatorio tras el que, probablemente, se forme una nueva estrella.

“A día de hoy no existe ningún indicio de estrellas en el interior de la nube, pero al estudiar las moléculas de agua descubrimos que existe movimiento en la región, lo que podría indicar que la nube está empezando a colapsar”, indica Caselli.

“La nube contiene suficiente material como para formar una estrella tan masiva como nuestro Sol, por lo que también podría dar lugar a un sistema planetario similar al nuestro”.

Parte del vapor de agua detectado en L1544 se consumirá durante la formación de la nueva estrella, pero el resto se incorporará al disco que probablemente la termine rodeando, constituyendo una importante reserva para los planetas que se podrían llegar a formar en él.

“Gracias a Herschel somos capaces de seguir el ‘rastro del agua’ desde una nube molecular en el medio interestelar, a través de todo el proceso de formación de las estrellas, y hasta un planeta como la Tierra, en el que el agua es un ingrediente indispensable para la vida”, explica Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel para la ESA.

Fuente: tendencias21