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El experimento “imposible” de Einstein finalmente prospera

Foto: EPA
EFE

Astrofísicos han podido confirmar, gracias al telescopio espacial Hubble, un corolario de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein enunciado hace más de un siglo, del que se pensaba que era imposible obtener una observación directa en estrellas lejanas.

El telescopio Hubble solo midió un vez una estrella usando la técnica descrita por el famoso físico quien había dicho que la humanidad no tendría “ninguna esperanza” de usar.

Las revistas Sciencie y National Geographic han hecho público el análisis de unos astrónomos que pudieron ver, por primera vez, usando esa técnica, la luz de una estrella diferente al sol, deformada por la fuerza gravitacional de un objeto que pasa a proximidad.

Este fenómeno, llamado “efecto de lente gravitacional”, abre una nueva ventana a la historia y a la evolución de galaxias como la nuestra, la Vía Láctea.

El efecto de lente gravitacional fue observado por primera vez en 1919 cuando, durante un eclipse total, la luz el sol se deformó y adoptó la forma de un círculo.

“Cuando un objeto pasa exactamente entre nosotros y una estrella, este efecto de lente forma un círculo perfecto de luz llamado el anillo de Einstein”, explicó el profesor Oswalt.

Esta observación fue entonces la primera prueba convincente de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, según la cual la gravedad es una fuerza fundamental que actúa sobre el espacio y el tiempo.

Sin embargo, Einstein consideraba que este efecto era imposible de observar en otras estrellas ya que estaban demasiado alejadas unas de otras.

En un artículo publicado en 1936 en la misma revista Science, el físico alemán escribía “que por esta razón (la distancia entre estrellas) no había esperanza de poder ver este fenómeno directamente”.

Einstein no pudo anticipar entonces la aparición del telescopio Hubble, en 2009, que revolucionó la astronomía al permitir la observación de estrellas y de galaxias muy lejanas.

Con la ayuda de Hubble, el equipo dirigido por Kailash Sahu, del “Space Telescope Science Institute” de Baltimore (este de Estados Unidos), pudo observar la luz de una estrella lejana desviada por una enana blanca, la “Stein 2051-B”, destaca AFP.

El experimento “imposible” de Einstein finalmente prospera
Cortesía: National Geographic
El experimento “imposible” de Einstein finalmente prospera 1
Cortesía: National Geographic

Una enana blanca es una estrella que ha agotado su hidrógeno pero que sigue siendo masiva a pesar de su reducido tamaño.

Al menos el 97% de las estrellas que existen y han existido en nuestra galaxia, incluido el sol, son o se convertirán en enanas blancas, lo que nos informa a la vez sobre nuestro futuro y nuestro pasado, precisan estos expertos.

La amplitud de la desviación de la luz de una estrella depende directamente de la masa y de la gravedad ejercidas por la enana blanca.

La masa de Stein 2051-B representa unos dos tercios de la masa del sol.

Durante esta última observación, el profesor Sahu y su equipo se dieron cuenta de que la estrella y la enana Stein 2051-B no estaban totalmente alineadas, lo que explicaba que el círculo de Einstein formado por la luz desviada fuera asimétrico, permitiendo así calcular la masa de la enana blanca.

Para el profesor Oswalt, esta observación es importante porque “procura una nueva herramienta para determinar la masa de objetos celestes, difícil de calcular de otra forma”.

Esta investigación “resuelve también un antiguo misterio sobre la masa y la composición de la enana blanca Stein 2051-B”, señala.

Oswalt añadió que “el equipo del profesor Sahu confirmó igualmente las conclusiones del astrofísico indio Subrahmanyan Chandrasekhar, premio Nóbel de Física en 1983, por su teoría sobre la relación entre la masa y el radio de las enanas blancas”.

Gracias a este efecto de lente gravitacional, los astrónomos pudieron anunciar en 2016 haber observado por primera vez cuatro imágenes simultáneas de una misma supernova muy lejana

En el caso de esta supernova, una estrella en el fin de su vida que explotó hace más de 9.000 millones de años, la masa de las galaxias circundantes había deformado fuertemente el espacio-tiempo y desviado la luz.

Con información de AFP, Science y National Geographic

Continúa leyendo: La NASA prepara misiones a Urano y Neptuno para 2030

La NASA prepara misiones a Urano y Neptuno para 2030

Foto: NASA
NASA

La NASA ha comenzado a planear cuatro posibles misiones para alcanzar Urano y Neptuno para 2030 aproximadamente con el fin de reunir datos sobre su composición. El estudio de sus compuestos proporcionará un mayor conocimiento sobre el comportamiento de ambos planetas y de otros con los que comparten similitudes en sistemas solares lejanos.

“La misión por la que se decantan los científicos es una operación orbitacional para la cual se usaría una sonda atmosférica, esto proporciona un mayor grado de valor científico pues permite el estudio en profundidad de todos los aspectos del sistema del planeta: anillos, satélites, atmósfera, magnetosfera, etc”, ha comentado Amy Simon, copresidenta del grupo de estudio de la era Pre-Decadal en estos gigantes de hielo.

De momento, hay cuatro misiones propuestas: tres orbitadoras y una operación de vuelo que pasará al lado de Urano, que incluiría una cámara de ángulo estrecho para extraer detalles, especialmente de las lunas del helado planeta. Durante las misiones también se dejaría caer una sonda atmosférica con la capacidad de sumergirse en la atmósfera de Urano que mediría los niveles nativos de gas y elementos pesados.

Los tres elementos imprescindibles para cada misión son una cámara de ángulo estrecho, como ya se ha mencionado, un imán Doppler y un magnetómetro, mientras que la sonda incluiría 15 instrumentos más como los detectores de plasma, imágenes infrarrojas y rayos UV, entre otros.

Las dos mayores prioridades científicas son determinar la composición del gigante y determinar su estructura interna y la abundancia de elementos pesados. Otros objetivos incluyen estudiar los campos de energía o el clima; la profundidad de las lunas y  la formación de los sistemas de anillos que orbitan alrededor de Neptuno y Urano.

“Comparado con Neptuno, Urano tiene un sistema de satélites más grande, el cual ha formado con toda probabilidad una especie de disco alrededor del planeta, como ocurre en los sistemas de satélites de Júpiter y Saturno, que es útil para añadir datos a la ciencia planetaria comparativa. Estoy emocionado de entender mejor la diversidad de estos pequeños mundos”, ha manifestado Jonathan Fortney de la Universidad de California en Santa Cruz, quien prefiere la idea de una misión de Urano.

Algunos obstáculos de la misión son la duración del viaje, de aproximadamente 14 años, y la necesidad de utilizar energía nuclear, ya que la solar no sería efectiva lejos del sol. Las 238  baterías atómicas alimentadas con plutonio que se usarían son escasas debido a los tratados internacionales que impiden el enriquecimiento de plutonio.

Las misiones de Urano tendrían su fecha de lanzamiento hacia 2034, pero si la NASA falla en el tiempo de lanzamiento, la oportunidad podría desaparecer. “Para Urano, las buenas fechas de lanzamiento desaparecen después de 2034, aunque en el 2036 pueden presentarse algunas buenas. Para Neptuno, sin embargo, no habría posibilidades después de 2030, debido a la falta de la ayuda gravitatoria de Júpiter. Habría que esperar a 2041 más o menos “, ha concluido Mark Hofstadter en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Continúa leyendo: Astrónomos hallan ingredientes para la vida alrededor de estrellas jóvenes de tipo solar

Astrónomos hallan ingredientes para la vida alrededor de estrellas jóvenes de tipo solar

Foto: IVAN ALVARADO
Reuters/Archivo

Dos equipos de astrónomos, uno de ellos codirigido por Rafael Martín–Doménech, del Centro de Astrobiología de Madrid y Víctor M. Rivilla, del INAF–Observatorio Astrofísico de Arcetri, Florencia, han descubierto rastros de isocianato de metilo, un elemento químico básico para la vida, en el sistema estelar múltiple IRAS 16293-2422. Gracias al telescopio ALMA (Atacama Millimeter/submillimeter Array), ubicado en Chile, los científicos han podido detectar por primera vez esta molécula prebiótica en protoestrellas solares, lo que va a poder ayudar a los astrónomos a comprender cómo surgió la vida en la Tierra.

El IRAS 16293-2422 es un sistema múltiple de estrellas jóvenes que se encuentra a unos 400 años luz de distancia, en una gran región de formación estelar llamada Ro Ofiuco en la constelación de Ofiuco. Los nuevos resultados de ALMA muestran que el gas de isocianato de metilo rodea a cada una de estas estrellas jóvenes. La Tierra y el resto de planetas que conforman el sistema solar se formaron a partir de del material que sobró tras la formación del sol.

Analizar estas protoestrellas solares puede ayudar a estudiar el pasado, permitiéndoles observar las condiciones que condujeron a la formación del sistema solar hace más de 4.500 millones de años. “Estamos especialmente emocionados con el resultado porque estas protoestrellas son muy similares al Sol al principio de su vida, con las condiciones adecuadas para que se formen planetas del tamaño de la Tierra”, han asegurado los investigadores Martín-Doménech y Rivilla. Por su parte, los directores del otro equipo de investigadores, el holandés Niels Ligterink del Observatorio de Leiden y el británico Audrey Coutens, del University College of London, han explicado que esta familia de moléculas orgánicas “está implicada en la síntesis de péptidos y aminoácidos”, por lo que, en forma de proteínas, “son la base biológica para la vida” tal y como se conoce hoy en día.

Cada equipo identificó y aisló las prospecciones del isocianato de metilo, y luego lo desarrollaron con modelos químicos de ordenador y experimentos de laboratorio para refinar la comprensión del origen de la molécula.

Continúa leyendo: Detectan de nuevo las ondas gravitacionales que predijo Einstein

Detectan de nuevo las ondas gravitacionales que predijo Einstein

Foto: NASA
Reuters

Un equipo científico internacional ha anunciado este jueves que ha detectado de nuevo las ondas gravitacionales, la tercera observación de estas vibraciones del universo que predijo la teoría de la relatividad general de Albert Einstein en 1915.

La primera detección directa de estas ondas producto de ligeras perturbaciones del tejido del espacio-tiempo por efecto del desplazamiento de un objeto enorme, un poco como un peso que deforma una red, fue anunciada el 11 de febrero de 2016.

Este histórico acontecimiento tras 40 años de esfuerzos abrió una nueva ventana en la astronomía para avanzar en la comprensión de los misterios del cosmos, subrayaron los astrofísicos.

A esta nueva detección se sumó una segunda observación el 15 de junio de 2016. En ambos casos, las ondas gravitacionales detectadas se generaron por la colisión de dos agujeros negros que formaron uno mayor, de hasta 62 veces la masa de nuestro Sol.

En esta nueva observación, el agujero negro producto de la colisión cuyas ondas gravitacionales se observaron el 4 de enero de 2017 era de alrededor de 49 masas solares. Los resultados serán publicados en la revista estadounidense Physical Review Letters.

“Es verdaderamente destacable que el ser humano pueda teorizar y verificar este tipo de fenómenos extraños y extremos que se han producido allí hace miles de millones de años y a miles de millones de años luz de la Tierra”, ha señalado David Shoemaker, un astrofísico del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y portavoz de esta colaboración científica. Las tres detecciones se realizaron mediante el instrumento Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), que consta de dos detectores idénticos de cuatro kilómetros de largo, ubicados a 3.000 kilómetros el uno del otro, en Luisiana y en el estado de Washington. “Esta última observación confirma la existencia de agujeros negros de una masa superior a veinte soles“, ha agregado. Sin detección de las ondas gravitacionales, los agujeros negros son invisibles porque no emiten luz, ha subrayado el profesor Shoemaker.

La cara oscura del Universo

“Con la confirmación de la tercera detección de ondas gravitacionales, el Ligo se reafirma como un observatorio poderoso para revelar el lado oscuro del Universo”, ha celebrado David Reitze, responsable del Ligo en Caltec, el Instituto de Tecnología de California.

“Dado que el Ligo fue específicamente concebido para observar las fusiones de los agujeros negros, esperamos poder captar pronto otros eventos de astrofísica como las colisiones violentas entre dos estrellas de neutrones”, los objetos más enormes del cosmos, ha explicado.

El Ligo, en el que trabajan más de 1.000 científicos de Estados Unidos y de otros 14 países, captó por primera vez las ondas gravitacionales en septiembre de 2015 durante su primera campaña de observación tras la modernización del instrumento.

La última detección de estas ondas revela que la colisión entre los dos agujeros negros se produjo a cerca de 3.000 millones de años luz, mientras que las primera y segunda detecciones mostraron fusiones de hace 1.300 millones y 1.400 millones de años luz, respectivamente.

Debido a que la fuente está mucho más lejos, este descubrimiento ha permitido probar la exactitud de uno de los corolarios de la teoría de la relatividad general según la cual las ondas gravitacionales no se dispersan al propagarse, dando una vez más la razón a Albert Einstein.

La localización de las fuentes de señales de ondas gravitacionales mejorará significativamente en el transcurso de los próximos meses, cuando el Virgo, el interferómetro europeo que se encuentra en Italia, haya incrementado su red de sensores, sostienen estos astrofísicos.

Una prueba indirecta de las ondas gravitacionales fue identificada cuando Russe Hulse y Joseph Tayloral descubrieron en 1974 un púlsar -estrella que emite radiación muy intensa a intervalos cortos y regulares- que gira alrededor de una estrella de neutrones a muy alta velocidad. Ese descubrimiento les valió el Premio Nobel de Física en 1993.

Continúa leyendo: La NASA lanzará la primera misión espacial al Sol en 2018

La NASA lanzará la primera misión espacial al Sol en 2018

Foto: NASA
NASA

La NASA ha anunciado el lanzamiento de una sonda espacial que se acercará al Sol como ningún instrumento espacial lo ha hecho antes, en una misión prevista para 2018 que planea estudiar las características físicas de la atmósfera del astro para determinar de qué están hechas las estrellas, ha informado la agencia espacial estadounidense.

La nave espacial no tripulada orbitará el Sol a una distancia de 6,3 millones de kilómetros de su superficie a unas temperatura superiores a los 1.377 grados Celsius. La Sonda Solar Parker, bautizada así en honor a Eugene Parker, astrofísico que desarrolló la teoría de los vientos solares supersónicos, está diseñada para recopilar datos en un ambiente extremo, con masivas cantidades de radiación y a una velocidad de 200 kilómetros por segundo, lo que permitiría ir de la Tierra a la Luna en media hora.

La nave irá equipada con un escudo de carbono de 11,43 centímetros de espesor, material tecnológico para medir las ondas de plasma y las partículas de alta energía, y cámaras qua ayudarán a captar imágenes de luz blanca de las estructuras a través de las cuales pasará volando. “Simplemente hasta ahora los materiales para que esta misión fuera posible no existían”, ha señalado Nicola Fox, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, responsable de desarrollar parte de los componentes de la sonda.

Hoy por hoy, lanzar una sonda que impacte en el Sol es una tarea imposible. Para alcanzar la superficie solar, una sonda requiere una velocidad orbital de 30 kilómetros por segundo y, por el momento, la tecnología actual solo puede cubrir un tercio de esa aceleración.Para acercarse al Sol y orbitarlo a tan corta distancia, la sonda Parker contará con la ayuda del Delta IV Heavy, el cohete en servicio con la mayor potencia de aceleración.

Hasta ahora, la NASA ha lanzado varias sondas con esta misma misión, que consiguieron confirmar las teorías sobre el campo magnético del Sol y la existencia de vientos solares, que, en última instancia, han permitido observar el comportamiento de la corona solar.

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