El planeta enano Eris puede ser más pequeño que Plutón

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El planeta enano Eris (considerado como el mayor cuerpo del Sistema Solar más allá de la órbita de Neptuno) puede ser en realidad más pequeño que Plutón, según sugieren las nuevas observaciones.

Tres equipos de astrónomos observaron a través de telescopios cómo el helado Eris cruzó por delante de una estrella distante este fin de semana. La duración de la ocultación (como se llama al evento) mostró que Eris es probablemente menor de 2340 kilómetros de ancho, informó la revista Sky & Telescope.



Esto haría a Eris una pizca más pequeño que Plutón, que mide unos 2342 km de ancho.

Los astrónomos siguen pensando que Eris es sobre un 25 por ciento más masivo que Plutón. Así que si Plutón es un poco más grande, o más o menos del mismo tamaño, Eris debe ser mucho más denso. Debe tener diferente composición, lo que es una gran sorpresa para algunos astrónomos.

“El hecho de que sus densidades sean tan diferentes es totalmente inesperado”, dijo Mike Brown de Caltech, quien descubrió Eris en 2005. Brown no estuvo involucrado en las medidas de la ocultación. “Eris ya no es un gemelo de Plutón. Es un objeto totalmente diferente”.

La revisión de tamaño permitiría a Plutón recuperar su estatus como el mayor cuerpo del Cinturón de Kuiper, el anillo helado de los objetos que orbitan el Sol más allá de Neptuno. Plutón podría tomarse una pequeña venganza, desde que fue degradado de noveno planeta a planeta enano debido en parte al descubrimiento de Eris (y posteriormente de Dysnomia, la luna de Eris) en 2006.

Los esfuerzos para la nueva observación, que involucró a decenas de astrónomos de todo el mundo, fueron coordinadas por Bruno Sicardy del Observatorio de París.

Duelo de planetas enanos

Eris tiene una luna conocida y una órbita altamente elíptica, orbitando a 14,6 miles de millones de kilómetros del Sol en su punto más alejado, haciéndolo dos veces más distante que Plutón.

Las mediciones iniciales de su tamaño por Brown y otros astrónomos sugirieron que Eris era ligeramente más grande que Plutón.

Las observaciones de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, por ejemplo, fijaron el ancho de Eris en más o menos 2400 km. Un equipo de investigación usando un radiotelescopio español calculó que Eris sería aún mayor, de alrededor de 3000 km de ancho.

El descubrimiento de un “décimo planeta” más grande que Plutón (y la perspectiva de encontrar un undécimo planeta y un duodécimo y así sucesivamente) llevó a los astrónomos a reconsiderar el estatus de Plutón como planeta de pleno derecho.

En 2006, la Unión Astronómica Internacional designó oficialmente a Eris y Plutón “planetas enanos”, basada en el hecho de que no habían despejado sus órbitas de otros objetos rocosos.

La decisión introdujo una nueva categoría de cuerpos y redujo oficialmente el número de planetas del Sistema Solar a ocho. También desató una polémica que aún hoy hierve a fuego lento, algunos astrónomos están de acuerdo con el cambio, mientras que otros consideran a Plutón como un planeta de pleno derecho.

Redimensionando a Eris

Las nuevas observaciones podrían aliviar un poco el escozor por la degradación de Plutón.

En un esfuerzo internacional liderado por Sicardy, decenas de astrónomos de todo el mundo apuntaron sus telescopios hacia Eris el sábado (06 de noviembre). Debido a que el planeta enano es tan pequeño y tan lejano, no era seguro poder ser testigo de la ocultación. Sólo sería visible desde ciertos puntos de la superficie de la Tierra.

Sin embargo, tres equipos de astrónomos, utilizando telescopios diferentes a lo largo de los Andes chilenos, tuvieron éxito. Vieron a Eris pasar por delante de una estrella lejana de la constelación de Cetus y midieron cuánto tiempo bloqueaba Eris la luz de la estrella.

Esta información, si se registra en varios lugares, puede revelar con gran precisión el ancho de un objeto esférico. (Los astrónomos creen que tanto Eris como Plutón son esféricos). Los cálculos del tamaño hechos ese fin de semana puede ser más fiables que las cifras anteriores, según Brown.

“La mayoría de las maneras que tenemos de medir el tamaño de los objetos del Sistema Solar exterior está plagada de dificultades”, escribió Brown en su blog el domingo (07 de noviembre). “Pero ocultaciones sincronizadas con precisión como éstas, tienen el potencial de dar respuestas muy precisas”.

Replanteando el Sistema Solar exterior

Si las nuevas mediciones son exactas, constituyen un buen fundamento de que Eris y Plutón son objetos muy diferentes.

Mientras que los dos planetas enanos parecen tener superficies muy similares, sus interiores son probablemente bastante dispares. Dado que Eris es aparentemente mucho más denso, es probable que contenga más rocas y menos hielo que Plutón, dijo Brown.

¿Por qué estos dos cuerpos lejanos están hechos de distintos materiales? Una posibilidad, según Brown, es que Eris se formara mucho más cerca del Sol que Plutón, tal vez en el cinturón de asteroides, y fue arrojado a los límites exteriores del Sistema Solar más tarde.

Brown considera que esto es poco probable, sin embargo, porque Eris contiene más masa que todo el cinturón de asteroides al completo.

“No creo que ésta sea la respuesta, pero hay que pensar en ello”, dijo a SPACE.com.

Otra posibilidad es que Eris y Plutón hayan tenido historias muy diferentes, con Eris siendo golpeado por más colisiones cósmicas. No hay ninguna razón obvia de porqué esto debería ser el caso, dijo Brown, pero hay que tenerlo en cuenta.

No obstante Plutón y Eris llegaron a ser tan diferentes, los astrónomos tienen una gran cantidad de nueva información para reflexionar.

“Mi punto de vista del Sistema Solar exterior es ahora diferente de lo que lo era hace una semana”, dijo Brown.

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Autor: Mike Wall

Fecha Original: 9 de noviembre de 2010

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Cassini revela una atmósfera de oxigeno en Rea, la luna de Saturno

Cassini revela una atmósfera de oxigeno en Rea, la luna de Saturno: "

Una frágil atmósfera, con oxígeno y dióxido de carbono, ha sido descubierta en Rea, la luna de Saturno, por la misión Cassini-Huygens – la primera vez que una nave ha captado pruebas directas de una atmósfera de oxígeno en un mundo distinto de la Tierra.

La misión internacional liderada por la NASA realizó el descubrimiento usando datos combinados de los instrumentos de Cassini, los cuales incluyen un sensor diseñado y construido en el Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard del UCL (University College de Londres).



Publicados hoy en Science Express, los resultados de la misión revelan que la atmósfera de Rea, la segunda mayor luna de Saturno con 1500 kilómetros de diámetro, es extremadamente fina y se mantiene gracias a las partículas de alta energía que bombardean su helada superficie y lanzan átomos, moléculas e iones a la atmósfera.

Rea, la luna de Saturno

La densidad del oxígeno es probablemente 5 billones de veces menor que la de la atmósfera terrestre. No obstante, la formación de oxígeno y dióxido de carbono, podría posiblemente dirigir una química compleja en la superficie de muchos cuerpos helados del universo.

“Los nuevos resultados sugieren que la química compleja y activa que implica el oxígeno puede ser bastante común en el Sistema Solar, e incluso en el universo”, dice el Dr. Ben Teolis, científico del equipo de Cassini con sede en el Instituto de Investigación Southwest en San Antonio y autor principal del artículo. “Tal química podría ser un pre-requisito para la vida. Todas las pruebas de Cassini indican que Rea es demasiado frío y carente del agua líquida necesaria para la vida como la conocemos”.

El Dr. Geraint Jones, del Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard de la UCL y coautor del artículo, comenta: “El descubrimiento de esta tenue atmósfera proporciona una información clave sobre cómo la radiación puede dirigir la química de las superficies heladas a lo largo del universo”.

La tenue atmósfera de Rea hace su única aparición en el sistema de Saturno. Titán tiene una atmósfera muy gruesa de nitrógeno-metano, con muy poco dióxido de carbono y oxígeno.

El Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard de la UCL, patrocinado por el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas, lideró el diseño y construcción del espectrómetro de electrones del espectrómetro de plasma de Cassini (CAPS), el cual detectó iones negativos fluyendo desde la superficie de Rea en 2005. Otra parte de CAPS detectó iones positivos en el lado opuesto de Rea en 2005 y 2007. Completando el dibujo de la atmósfera de Rea, el espectrómetro de iones y masa neutra de Cassini detectó partículas neutras cuando Cassini pasó a 100 km de la superficie de la luna en marzo de 2010.

El Profesor Andrew Coates, también del Laboratorio de Ciencia Espacial Mullard de la UCL y coautor del artículo, dice: “Nuestro instrumento resultó ser un fabuloso detector de iones negativos así como de electrones. Ya hemos encontrado que los iones negativos son importantes en Titán y Encélado – y ahora, rastreando la trayectoria de estos iones, fijamos la fuente de la atmósfera cerca de la superficie de Rea”.

El espectrómetro de iones y masas neutras “notó” un pico de densidades de oxígeno de alrededor de 50 000 millones de moléculas por metro cúbico. Detectó picos de densidades de dióxido de carbono de alrededor de 20 000 millones de moléculas por metro cúbico. El espectrómetro de plasma también vio signos claros de flujos de iones positivos y negativos, con masas que se corresponden a iones de oxígeno y dióxido de carbono.

“El oxígeno de Rea parece proceder del hielo de agua de su superficie, cuando el campo magnético de Saturno rota sobre la luna y lo baña con partículas energéticas atrapadas en el campo”, comenta el Profesor Coates.

El dióxido de carbono puede ser el resultado del “hielo seco” atrapado de la nebulosa solar primigenia, similar al caso de los cometas, o puede que se deba a procesos de irradiación que operan sobre las moléculas orgánicas atrapadas en el hielo de agua de Rea. El dióxido de carbono podría también proceder de materiales ricos en carbono depositados por diminutos meteoritos que bombardearon la superficie de Rea.

El hallazgos es consistente con los anteriores resultados de Cassini, que muestran que Rea es una luna particularmente oscura, con muchas posibilidades de una cobertura basada en el carbono sobre su superficie.

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Autor: Clare Ryan

Fecha Original: 26 de noviembre de 2010

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Descubren un vínculo sorpresa entre los extraños fenómenos cuánticos

Descubren un vínculo sorpresa entre los extraños fenómenos cuánticos: "

Una investigadora de la Universidad Nacional de Singapur y otro de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) relacionan esta semana en Science dos conceptos fundamentales y aparentemente contradictorios de la mecánica cuántica: la incertidumbre y la no-localidad, de tal forma que el primero establece límites al segundo.



El principio de incertidumbre de Heisenberg establece que ciertas medidas en una partícula, como su posición y el momento lineal, no se pueden predecir a la vez. Respecto a la no-localidad, que Einstein denominó “acción fantasmal a distancia”, las mediciones realizadas en uno de los dos sistemas entrelazados, que están separados en el espacio, pueden influir en el otro. Dos científicos han descubierto ahora un vínculo fundamental entre las dos propiedades que definen la física cuántica.

La investigadora Stephanie Wehner, del Centro de Tecnología Cuántica de Singapur y de la Universidad Nacional de Singapur, y Jonathan Oppenheim, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), publican esta semana su trabajo en el último número de la revista Science.

El resultado se anuncia como un avance espectacular en el conocimiento básico de la mecánica cuántica, y proporciona nuevas pistas a los investigadores que busquen comprender los fundamentos de la teoría cuántica. El resultado se refiere a la pregunta de por qué el comportamiento cuántico es tan raro como es, pero no más.

El extraño comportamiento de las partículas cuánticas, como los átomos, los electrones y los fotones que componen la luz, ha dejado perplejos a los científicos durante casi un siglo. Albert Einstein se cuenta entre los que pensaban que el mundo cuántico era tan extraño que la teoría cuántica debía de estar equivocada, pero los experimentos han confirmado las predicciones de la misma.

Uno de los aspectos extraños de la teoría cuántica es que es imposible saber ciertas cosas, como el momento de una partícula y su posición al mismo tiempo. El conocimiento de una de estas propiedades afecta a la precisión con la que se puede aprender de la otra: el citado “principio de incertidumbre de Heisenberg”.

El otro aspecto extraño es el fenómeno cuántico de la no-localidad, que se deriva del más conocido fenómeno del entrelazado. Cuando dos partículas cuánticas se entrelazan, pueden realizar acciones en las que pareciera que estuvieran coordinadas entre sí en formas que desafían la intuición clásica acerca de las partículas separadas físicamente.

La incertidumbre determina la “cantidad” de no-localidad

Anteriormente, los investigadores han tratado la no-localidad y la incertidumbre como dos fenómenos separados. Ahora, Wehner y Oppenheim han demostrado que se hallan estrechamente vinculados. Y, lo que es más, muestran que este vínculo es cuantitativo y han encontrado una ecuación que muestra que la “cantidad” de la no-localidad se halla determinada por el principio de incertidumbre.

“Es un giro sorprendente y tal vez irónico — dice Oppenheim, investigador de la Royal Society University del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica en la Universidad de Cambridge. Einstein y sus colegas descubrieron la no-localidad mientras buscaban una manera de socavar el principio de incertidumbre”. Ahora, el principio de incertidumbre parece estar mordiéndose la lengua”.

La no-localidad determina hasta qué punto dos partes distantes pueden coordinar sus acciones sin tener que enviarse información entre ellas. Los físicos creen que, incluso en la mecánica cuántica, la información no puede viajar más rápido que la luz. Sin embargo, resulta que la mecánica cuántica permite que dos partes se coordinen mucho mejor de lo que sería posible en virtud de las leyes de la física clásica. De hecho, sus acciones se pueden coordinar de manera que casi parece como si hubieran sido capaces de hablar. Einstein acuñó el famoso término “acción fantasmal a distancia” para referirse a este fenómeno.

Sin embargo, la no-localidad cuántica podría ser incluso más extraña de lo que realmente es. Se pueden concebir teorías que permitan a las partes distantes coordinar sus acciones mucho mejor de lo que la naturaleza permite, pero sin permitir que la información viaje más rápido que la luz. La naturaleza puede ser más extraña, y, sin embargo, no lo es: la teoría cuántica parece imponer un límite adicional a la extrañeza.

“La teoría cuántica es bastante rara, pero no es tanto como lo podría ser. Realmente, tenemos que preguntarnos por qué la mecánica cuántica está así de limitada, por qué no permite la naturaleza que se dé una no-localidad aún más fuerte”, sostiene Oppenheim.

Respuestas y piratas informáticos

El sorprendente resultado de Wehner y Oppenheim es que el principio de incertidumbre proporciona una respuesta. Dos partes solo pueden coordinar mejor sus acciones si quebrantan el principio de incertidumbre, el cual impone una estricta obligación sobre hasta qué punto puede ser fuerte la no-localidad.

“Sería fantástico si se pudieran coordinar mejor nuestras acciones en largas distancias, ya que nos permitiría resolver muchas de las tareas de procesamiento de información de manera muy eficiente —dice Wehner—. Sin embargo, la física sería radicalmente diferente. Si quebrantáramos el principio de incertidumbre, no habría forma de saber realmente cómo sería nuestro mundo”.

¿Cómo han descubierto los investigadores una conexión que había pasado desapercibida tanto tiempo? Antes de entrar en la academia, Wehner trabajó como “pirata informática de alquiler”, y ahora trabaja en la teoría cuántica de la información, mientras que Oppenheim es físico. Wehner piensa que la aplicación de las técnicas de la informática a las leyes de la física teórica fue la clave para detectar la conexión. “Creo que una de las ideas fundamentales es vincular la cuestión a un problema de codificación —dice Wehner—. Las formas tradicionales de ver la no-localidad y la incertidumbre ocultaron la estrecha relación entre ambos conceptos”.

Wehner y Oppenheim han refundido los fenómenos de la física cuántica en términos que le resultarían familiares a un pirata informático. Tratan la no-localidad como el resultado de una parte, Alice, que crea y codifica la información, y una segunda, Bob, que recupera la información de la codificación. Hasta qué punto pueden Alice y Bob codificar y recuperar la información está determinado por las relaciones de incertidumbre. En algunas situaciones, se encontraron con que una tercera propiedad, que se conoce como «dirección», entra en escena.

Los dos investigadores comparan su hallazgo con descubrir lo que determina la facilidad con que dos jugadores pueden ganar un juego de mesa cuántico: el tablero tiene solo dos casillas, en el que Alice, puede colocar una ficha de dos posibles colores: verde o rosa. Se le dice que coloque el mismo color en ambas casillas, o que coloque un color diferente en cada una. Bob tiene que adivinar el color que Alice colocó en la casilla uno o dos. Si acierta, Alice y Bob ganan el juego.

Alice y Bob tratan de ganar la partida

Es evidente que Alice y Bob podrían ganar la partida si pudieran hablar entre sí: bastaría con que Alice le dijera a Bob qué colores están en las casillas uno y dos. Pero Bob y Alice se encuentran tan lejos el uno del otro que la luz —y, por lo tanto, una señal que lleve información— no tiene tiempo para pasar entre ellos durante la partida.

Si no pueden hablar, no siempre podrán ganar; pero, al medir las partículas cuánticas, pueden ganar la partida con más frecuencia que con cualquier estrategia que no se base en la teoría cuántica. No obstante, el principio de incertidumbre les impide hacer nada mejor, e incluso determina con qué frecuencia perderán el juego.

El hallazgo conduce a la cuestión profunda de cuáles son los principios que subyacen tras la física cuántica. Muchos de los intentos por comprender los fundamentos de la mecánica cuántica se han centrado en la no-localidad. Wehner cree que se podría obtener aún más del examen de los detalles del principio de incertidumbre. “Sin embargo, apenas hemos arañado la superficie de la comprensión de las relaciones de incertidumbre”, comenta.

El avance está a prueba de futuro, dicen los investigadores. Los científicos todavía están en busca de una teoría cuántica de la gravedad, y Wehner y el resultado de Oppenheim relativo a la no-localidad, la incertidumbre y la dirección se aplica a todas las teorías posibles (incluida la futura sustitución de la mecánica cuántica).

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Referencia bibliográfica: J. Oppenheim y S. Wehner. “The Uncertainty Principle Determines the Nonlocality of Quantum Mechanics”. Science 330, 19 de noviembre de 2010.

Fecha Original: 18 de noviembre de 2010

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La curvatura de la luz por parte de un agujero negro puede ofrecer una prueba de las dimensiones extra

La curvatura de la luz por parte de un agujero negro puede ofrecer una prueba de las dimensiones extra: "

Investigadores de la Universidad de Pennsylvania (Penn) informan de que una nueva prueba para medir la capacidad de la gravedad para curvar la luz procedente de estrellas lejanas alrededor de un gran objeto como un agujero negro, puede ofrecer una prueba de la existencia de dimensiones extra en el universo.



La mayor parte del trabajo de los astrofísicos al estudiar los efectos de las lentes gravitatorias, o curvatura de la luz, se relacionan con galaxias y cúmulos de galaxias. Ahora, una investigación de Penn hace uso del agujero negro supermasivo que se cree que existe en el centro de la Vía Láctea.

El análisis se llevó a cabo por parte de Amitai Y. Bin-Nun, astrofísico teórico y estudiante graduado de cosmología en Penn, con la guía de Justin Khoury, profesor ayudante, y Ravi K. Sheth, profesor, ambos del Departamento de Física y Astronomía en la Escuela de Artes y Ciencias de Penn. El artículo aparece en la revista Physical Review D.

“Encontramos que, si nuestro universo se describe mediante una teoría que incorpora dimensiones extra, la luz cerca del agujero negro en el centro de nuestra galaxia puede que aparezca más brillante de lo que lo haría si vivimos en un universo sin dimensiones extra”, dice Bin-Nun. “Detectar imágenes en la intensidad más brillante representaría una prueba de las dimensiones extra y sería un desarrollo increíblemente importante”.

Bin-Nun estudió el efecto de lente gravitatoria sobre las estrellas que orbitan Sagittarius A*, or Sgr A*, una fuente de radio en el centro de la Vía Láctea. Se eligió Sgr A* debido a que aloja el agujero negro supermasivo que se supone que existe en el centro de la Vía Lactea. El potente tirón gravitatorio del agujero negro distorsiona la luz procedente de Sgr A* antes de que alcance la Tierra, creando la ilusión de múltiples imágenes de la misma estrella.

Bin-Nun simuló la órbita de las estrellas cerca del agujero negro y trató cada estrella como una fuente aumentada por el agujero negro, resolviendo la posición y brillo de la imagen “secundaria” que aparece cerca del agujero negro. Para cada estrella individual, Bin-Nun encontró que el brillo de la imagen secundaria cambiaría con el tiempo y tendría su pico de brillo cuando la estrella estuviese alineada con Sgr A*.

Luego, repitió el análisis de las lentes suponiendo que el agujero negro se describía a través de una métrica procedente de un escenario teórico de mundobranas Randall-Sundrum II, el cual prescribe una quinta dimensión. Si tal descripción del agujero negro es correcta, entonces la imagen secundaria de la estrella S2 será un 44% más brillante a principios de 2018 cuando alcance su pico de brillo, proporcionando una prueba para la presencia de una quinta dimensión donde la gravedad está gravemente diluida. De no ser así, entonces la descripción tetradimensional del agujero negro debería verse como más precisa.

Incluso si el universo no tiene cinco dimensiones, o si el análisis colapsa en otros puntos, “hemos demostrado que las teorías gravitatorias alternativas tienen la posibilidad de crear un gran efecto de lente gravitatoria y deberíamos mirar a las lentes como un test de dichas teorías”, comenta Bin-Nun.

Los hallazgos llegan con varias advertencias.

Se han realizado ciertas suposiciones sobre la forma del agujero negro, dado que la forma del espacio alrededor de un agujero negro de cinco dimensiones no se conoce. Los investigadores no tuvieron en cuenta el espín del agujero negro, lo que confunde el análisis. También es altamente probable que, debido a que la imagen está tan cerca del agujero negro y la resolución de los telescopios terrestres disponibles es limitada, la luz procedente de objetos mayores y más cercanos, oscurezca la imagen de la estrella, lo que significa que los observadores no serían capaces de aislar los efectos de esta imagen concreta.

“Estos hallazgos ilustran cómo las oportunidades proporcionadas por el programa de doctorado en física de Penn y su nuevo Centro para Cosmología de Partículas permite a los estudiantes hacer importantes contribuciones en el descubrimiento de vanguardia”, comenta Sheth.

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Autor: Jacquie Posey

Fecha Original: 17 de noviembre de 2010

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¿Por qué Saturno irradia el doble de energía de la que recibe del Sol?

¿Por qué Saturno irradia el doble de energía de la que recibe del Sol?: "

Saturno emitió menos energía cada año desde 2005 a 2009, de acuerdo con observaciones realizadas por la nave Cassini de la NASA, pero el hemisferio sur de Saturno emitió consistentemente más energía que el norte, y esos niveles de energía cambiaron con las estaciones.

El que Saturno emita más del doble de energía de la que absorbe del Sol, ha sido un misterio científico desde hace décadas, pero los datos a largo plazo del Espectrómetro Infrarrojo Compuesto (CIRS), cuando se combinan con información sobre la energía que llega a Saturno desde el Sol, podrían ayudar a los científicos a comprender la naturaleza de la fuente de calor interna de Saturno.



Los planetas de nuestro Sistema Solar pierden energía en forma de radiación térmica en longitudes de onda que son invisibles al ojo humano. El instrumento CIRS capta longitudes de onda en la región térmica infrarroja, más allá de la luz roja donde las longitudes de onda se corresponden con emisiones de calor.

“En la ciencia planetaria, tendemos a pensar que los planetas pierden energía equitativamente en todas direcciones y a un ritmo constante”, dice Liming Li de la Universidad de Houston. “Ahora sabemos que Saturno no hace eso”.

En lugar de esto, el flujo energético de salida de Saturno está desequilibrado, con su hemisferio sur emitiendo aproximadamente un sexto más de energía que el hemisferio norte, explica Li. Este efecto encaja con las estaciones de Saturno: durante esos cinco años terrestres, fue verano en el hemisferio sur e invierno en el norte. Una estación de Saturno dura aproximadamente siete años terrestres.

Como en la Tierra, Saturno tiene estas estaciones debido a que el planeta está inclinado sobre su eje, por lo que un hemisferio recibe más energía del Sol y pasa por el verano, mientras que el otro recibe menos energía y está rodeado por el invierno. El equinoccio de Saturno, cuando el Sol está directamente sobre el ecuador, tuvo lugar en agosto de 2009.

En el nuevo estudio, las estaciones de Saturno parecían como las de la Tierra también por otra cosa: en cada hemisferio, su temperatura efectiva, la cual caracteriza su emisión térmica al espacio, empezó a calentarse o enfriarse conforme se aproximaba el cambio de estación. La temperatura efectiva proporciona una forma simple de rastrear la respuesta de la atmósfera de Saturno respecto a los cambios estacionales, lo cual es complicado debido a que el clima de Saturno es variable y la atmósfera tiende a retener calor. Las observaciones de Cassini revelaron que la temperatura efectiva en el hemisferio norte cayeron gradualmente desde 2005 a 2008 y empezaron a aumentar de nuevo en 2009. En el hemisferio sur, la temperatura efectiva bajó de 2005 a 2009.

La energía emitida para cada hemisferio aumentó y disminuyó junto con la temperatura efectiva. Incluso así, durante este periodo de cinco años, el planeta mostró globalmente un lento enfriamiento y emitió menos energía.

Para ver si sucedían cambios similares hace un año de Saturno, los investigadores observaron datos recopilador por la nave Voyager en 1980 y 1981 y no observó el desequilibrio entre los hemisferios norte y sur. En lugar de esto, las dos regiones eran mucho más consistentes entre sí.

¿Por qué Voyager no vio la misma diferencia entre verano e invierno en los dos hemisferios? Una explicación es que los patrones de nubes a gran profundidad podrían haber fluctuado, bloqueando y dispersando la luz infrarroja de forma diferente.

“Es razonable pensar que los cambios en la energía emitida por Saturno están relacionados con la cobertura de nubes”, dice Amy Simon-Miller, que dirige el Laboratorio de Sistemas Planetarios en Goddard y es coautora del artículo. “Conforme cambia la cantidad de cobertura de nubes, la cantidad de radiación que escapa al espacio también cambia. Esto podría variar durante una única estación y de un año en Saturno a otro. Pero para comprender completamente lo que está pasando en Saturno, necesitaremos la otra mitad del cuadro: la cantidad de energía absorbida por el planeta”.

Los científicos darán este siguiente paso comparando los hallazgos de los instrumentos con los datos obtenidos por ñas cámaras de Cassini y el instrumento espectrómetro de cartografía infrarroja. El espectrómetro, en particular, mide la cantidad de luz reflejada por la luz solar por Saturno. Debido a que los científicos conocen la cantidad total de energía solar enviada a Saturno, pueden derivar la cantidad de luz solar absorbida por el planeta, y discernir cuánto calor está emitiendo el propio planeta. Estos cálculos ayudan a los científicos a abordar cuál puede ser la fuente real de calentamiento, y si cambia.

Una mejor comprensión del flujo interno de Saturno “mejorará significativamente nuestra comprensión del clima, estructura interna y evolución de Saturno y otros planetas gigantes”, comenta Li.

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Cita: Li, L., B. J. Conrath, P. J. Gierasch, R. K. Achterberg, C. A. Nixon, A. A. Simon-Miller, F. M. Flasar, D. Banfield, K. H. Baines, R. A. West, A. P. Ingersoll, A. R. Vasavada, A. D. Del Genio, C. C. Porco, A. A. Mamoutkine, M. E. Segura, G. L. Bjoraker, G. S. Orton, L. N. Fletcher, P. G. J. Irwin, and P. L. Read, ‘Saturn’s emitted power’, J. Geophys. Res., 115, E11002, doi:10.1029/2010JE003631

Fecha Original: 10 de noviembre de 2010

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Los hologramas en tiempo real más cerca de ser una realidad

Los hologramas en tiempo real más cerca de ser una realidad: "

No es como la azulada y parpadeante proyección de la Princesa Leia rogando: “Ayúdame, Obi-Wan Kenobi, ¡eres mi única esperanza!” del clásico de la ciencia-ficción Star Wars, pero la proyección holográfica está un paso más cerca de hacerse realidad. Investigadores de Arizona han ideado una novedosa película plástica que puede usarse para generar imágenes holográficas en 3D enviadas electrónicamente de un lugar a otro. La nueva configuración de telepresencia aún no funciona en un video a velocidad normal – puede actualizar imágenes sólo cada 2 segundos – pero la tecnología abre una puerta para todo, desde la cirugía holográfica a las películas que, literalmente, rodean al espectador.



Los hologramas son algo más que fotografías bonitas. Mueve tu cabeza a un lado mientras estás mirando una imagen, y ésta no cambia. Hazlo con un holograma, y en lugar de permanecer mirando la imagen frontal de, digamos, un caza de combate, lo verás de lado. Los lásers son la clave: Cuando se graba un holograma, un haz de luz láser ilumina el objetivo. Esta luz se combina con la luz procedente de un segundo “haz de referencia”, creando un patrón de interferencia similar al que vemos cuando dos olas se solapan en un estanque. Más tarde, iluminar la placa fotográfica provoca la difracción de la luz en el patrón de interferencia, reconstruyendo la imagen en 3D.

Los investigadores han estado creando hologramas durante décadas – aunque han fallado en darles un uso práctico. Entre los mayores retos: los materiales fotográficos cristalinos tradicionales usados para captar imágenes holográficas son caros y tienen problemas al cubrir grandes áreas. Hace dos años, Nasser Peyghambarian, investigador en óptica en la Universidad de Arizona en Tucson, y sus colegas, superaron estas limitaciones cuando idearon una película holográfica basada en polímeros que era potencialmente mucho más barata que los materiales convencionales, y también más fácil de extender en grandes áreas. Además, los investigadores fueron capaces de escribir una nueva imagen cada 4 minutos. Pero eso apenas se acerca a una imagen en movimiento. Por lo que Peyghambarian y sus colegas siguieron buscando mejoras.

En el nuevo artículo, publicado hoy on-line en la revista Nature, Peyghambarian y sus colegas de Arizona y Nitto Denko Technical Corp. en Oceanside, California, describen un dispositivo holográfico que pueden dibujar una escena en otra localización y actualizar la imagen casi a tiempo real. La configuración inicia con 16 cámaras ordenadas en un semicírculo alrededor del objetivo. Las imágenes de la cámara son procesadas por un ordenador y enviadas a través de un cable Ethernet al lugar de grabación fotográfico, que, teóricamente, puede estar en la sala de al lado, o en la otra punta del globo. Allí, una configuración láser recibe los datos de la imagen y lanza un flujo constante de pulsos codificando las imágenes así como la luz láser procedente de un haz de referencia en una película de polímeros mejorada, que a su vez registra el patrón de interferencia resultante. Se muestra entonces una luz distinta desde un ángulo en el otro lado de la película de polímeros, generando el holograma cuando hace esto.

Entre las ventajas de la actual configuración, dice Peyghambarian, está que las imágenes pueden registrarse en un lado de la película fotográfica, y verse en el otro. Como resultado, tres personas reunidas alrededor de una mesa que tenga la película holográfica, no verían la configuración láser bajo la mesa. En lugar de esto, verían la imagen holográfica de, digamos, un coche, y, dependiente de dónde estén sentados, el capó, el maletero o las puertas.

Esta capacidad podría llevar a películas holográficas que permitan a los espectadores andar por la escena, por ejemplo. Podría también dan un empujón al pujante campo de la telemedicina, permitiendo a los especialistas de todo el mundo ver al paciente desde todos los ángulos, ofreciendo sus opiniones a otros doctores en el lugar.

“Ciertamente captó mi atención”, dice Eric van Stryland, experto en óptica de la Universidad de Florida Central, Orlando. Stryland señala que el equipo de Peyghambarian ya ha mejorado la velocidad a la que su sistema puede refrescar imágenes en 100 veces, y sólo necesita otra mejora en un factor de 10 para aproximarse a los 30 fotogramas por segundos requeridos para un video a velocidad normal. “Otro orden de magnitud, y habrán llegado”, comenta. Peyghambarian dice que no hay impedimentos físicos que eviten que sus polímeros fotorefractivos y lásers alcancen tal objetivo, aunque, dice que hacerlo requerirá el uso de pulsos láser más rápidos entre otras cosas.

Los sables de luz requerirán un poco más de trabajo.

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Autor: Robert F. Service

Fecha Original: 3 de noviembre de 2010

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Los viajeros espaciales pueden beneficiarse de la ingeniería genética

Los viajeros espaciales pueden beneficiarse de la ingeniería genética: "

El programa de vuelo espacial humano podría dar algunos pasos de gigante si la agencia abraza las técnicas de ingeniería genética con más interés, de acuerdo con el pionero en genómica J. Craig Venter.

El biólogo, que estableció en el Instituto J. Craig Venter que creó el primer organismo sintético del mundo a principios de año, dijo al público el 30 de octubre, que la exploración espacial humana podría beneficiarse de más revisión genética e ingeniería genética. Tales esfuerzos podrían ayudar a identificar mejor a los individuos más aptos para largas misiones espaciales, así como hacer que el viaje espacial sea más seguro y eficiente, señala.



“Creo que esto podría cambiar la forma de trabajo de la NASA, si tiene la voluntad de hacerlo”, dice Venter, que lideró un equipo que decodificó el genoma humano hace una década.

Venter habló a un grupo de científicos e ingenieros que se reunieron en el Centro de Investigación Ames de la NASA para dos charlas distintas: un taller de biología sintética propuesto por la NASA, y Fabricación Espacial 14: Tecnologías Críticas para el Asentamiento Espacial, organizado por el Instituto de Estudios Espaciales sin ánimo de lucro.

Astronautas con lo que hay que tener (genéticamente)

Las técnicas podría volverse tremendamente útiles durante el proceso de selección de astronautas de la NASA, dice Venter. La agencia espacial podría revisar a los candidatos buscando ciertos genes que podrían ayudar a ser buenos viajeros espaciales – una vez que se hayan identificado dichos genes, añade.

Los genes que codifican una robusta regeneración ósea, por ejemplo, serían un plus, ayudando a los astronautas en los largos vuelos espaciales a batallar con la pérdida ósea que es normalmente un gran efecto colateral de vivir en microgravedad. También una ayuda para cualquier proyecto de astronauta: genes que codifican una reparación rápida del ADN, el cual puede verse dañado por altos niveles de radiación en el espacio.

El estudio genético sería una extensión natural de lo que ya está haciendo la NASA – sería simplemente añadir un nivel de precisión, de acuerdo con Venter.

“La NASA ha estado realizando selección genética durante mucho tiempo”, señala. “Simplemente no lo llaman así”.

El verano pasado, la agencia eligió sólo nueve candidatos a astronauta – de entre un total de 3500 aspirantes – para su riguroso programa de entrenamiento de astronautas basado en una serie de requisitos establecidos de vuelo espacial y unas entrevistas en profundidad.

Un nuevo microbioma

En algún punto del camino, la NASA podría aprovechar las técnicas de ingeniería genética para hacer los largos viajes espaciales más eficientes y fáciles para los astronautas, comenta Venter.

Como ejemplo, citó el microbioma humano, la abundante masa de microbios que viven dentro de cada uno de nosotros. Cada humano aloja unos 100 billones de microbios – lo que significa que el número de bacterias supera al número de nuestras propias células en un factor de al menos 10 a 1.

Aunque los humanos sólo tienen aproximadamente 20 000 genes, nuestro microbioma aumenta ese número hasta 10 millones para el colectivo, aproximadamente, señala Venter. Estos microbios proporcionan una gran cantidad de servicios, por ejemplo ayudándonos a digerir nuestra comida o manteniendo controlada la respuesta inflamatoria de nuestro sistema inmune.

Con algo de adaptación, el microbioma podría ayudarnos incluso más, de acuerdo con Venter.

“¿Por qué no llegar a un microbioma sintético?”, se pregunta.

Teóricamente, los científicos podrían diseñar microbios intestinales que ayuden a los astronautas a captar mejor los nutrientes. Un microbioma sintético podría también eliminar algunos patógenos, tales como ciertas bacterias que provocan enfermedades dentales. Otros trucos podrían ser mejorar las condiciones de vida de los astronautas, y tal vez su capacidad de estar con otros en cuartos cerrados.

El olor corporal es principalmente provocado por los microbios, comenta Venter. Un microbioma sintético podría eliminar los molestos, así como los microbios intestinales responsables de una producción excesiva de metano o azufre.

Comida, combustible y el futuro

Otros esfuerzos genómicos podrían algún día crear o diseñar microbios para maximizar la producción de alimento, agua o combustible renovable, dice Venter. Tales microbios hechos a medida podría ayudar a superar las dificultades del vuelo espacial y la vida en otros planetas.

Venter también señaló la posibilidad de astronautas potenciales manipulados genéticamente para manejar los rigores del espacio y del viaje espacial.

El microbio Deinococcus radiodurans, por ejemplo, puede sobrevivir a dosis de radiación 7000 veces mayores a las que matarían a un humano. Este microbio puede re-ensamblar su ADN después de que su material genético sea desmembrado por una potente radiación, comenta Venter.

Si los científicos pueden imaginar cómo incorporar tales genes de reparación de ADN en el genoma humano, los astronautas no tendrían que preocuparse mucho por los dañinos rayos cósmicos que cruzan el espacio.

La ingeniería genética con humanos sólo llegaría tras largas consideraciones y debates, señala Venter. Y la tecnología también tiene que avanzar. Venter dijo que su equipo no había tenido mucho éxito, por ejemplo, al trabajar con el genoma de D. radiodurans fuera de su célula nativa.

“Estamos intentando aplicar estas herramientas en una amplia variedad de áreas”, dice Venter. “Pero apenas estamos en las primeras etapas”.

Aún así, Venter dice que la exploración espacial podría beneficiarse mucho de la aplicación de la ingeniería genética, especialmente de la creación de organismos hechos a medida.

“No puedo imaginarme una organización que pudiese beneficiarse más de la genómica sintética que la NASA”, comenta.

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Autor: Mike Wall

Fecha Original: 1 de noviembre de 2010

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Cuando tengas dudas, grita: Por qué sacudir las creencias de la gente los convierte en unos defensores más fuertes

Cuando tengas dudas, grita: Por qué sacudir las creencias de la gente los convierte en unos defensores más fuertes: "

No tienes que buscar muy lejos ejemplos de gente que mantiene sus creencias aún cuando se enfrentan a una abrumadora evidencia de lo contrario. Miles de personas aún mantienen la idea de que las vacunas provocan autismo, que la vida se creó hace unos miles de años, y que beber cloro industrial es una buena idea. Mira los hilos de comentarios que hay por Internet y te encontrarás inevitablemente a legiones de personas que apoyan totalmente estas ideas enfrentándose a cualquier argumento racional.



Esto puede que sea deprimente, pero no es algo inesperado. En un nuevo estudio, David Gal y Derek Rucker de la Universidad Northwestern han encontrado que cuando se sacude la confianza de la gente en sus creencias, se convierten en unos defensores más acérrimos de las mismas. La pareja llevó a cabo tres experimentos que implicaban temas tales como pruebas con animales, preferencias alimenticias y lealtad hacia Macs sobre PCs. En cada una, manipularon sutilmente la confianza de los sujetos y encontraron lo mismo: cuando se encaraban con la duda, la gente gritaba aún más alto.

Gal y Rucker se inspiraron en un libro clásico de la psicología: “When Prophecy Fails“. En él, Leon Festinger y sus colegas se infiltraron en un culto estadounidense cuyo líder, Dorothy Martin, convenció a sus seguidores de que los platillos volantes los rescatarían de un diluvio apocalíptico. Muchos la creyeron, dándole su sustento, posesiones y seres queridos como anticipo a sus salvadores alienígenas. Cuando llegó el momento y no sucedió nada, el grupo decidió que su dedicación había salvado a la Tierra de la destrucción. Al contrario de su inicial desagrado por la publicidad, empezaron a hacer proselitismo activo de sus creencias. Lejos de renunciar a su fe, la ausencia de OVNIs los había convertido en fervientes evangelizadores.

El caso de estudio inspiró la Teoría de Festinger de la “disonancia cognitiva”, la cual describe el desasosiego que siente la gente cuando tratan de lidiar con ideas en conflicto. Festinger razonó que la gente llegará donde sea necesario para reducir este conflicto. Cambiar las creencias de una persona enfrentándolo a nuevas evidencias es una solución, pero para los seguidores de Martin esto fue demasiado difícil. Su alternativa fue intentar lograr apoyo social para sus ideas. Si otra gente también creía, sus conflictos internos se atenuarían.

Festinger predijo que cuando se desafiaban las creencias de alguien, intentaría aumentar el apoyo para dichas creencias con un paradójico entusiasmo. Sorprendentemente, esta predicción nunca había sido comprobada en un experimento – hasta ahora.

En su primer experimento, Gal y Rucker pidieron a 88 estudiantes que escribiesen sus ideas sobre las pruebas animales para bienes de consumo, pero sólo se permitió a la mitad de ellos usar su mano hábil. Esto puede parecer aleatorio, pero estudios anteriores han demostrado que la gente tiene menos confianza en lo que escribe con la mano con la que están menos cómodos. Efectivamente, esto es lo que Gal y Rucker encontraron en su estudio. Cuando se les preguntó después, los voluntarios que no usaron su mano hábil tenían menos confianza en sus ideas.

No obstante, era también más probable que persuadieran a otros de la misma idea. Cuando se les pidió que escribieran algo para persuadir a otros sobre sus opiniones, aquellos que tenían menos confianza escribieron textos significativamente más largos. Con la sombra de la duda en sus mentes, invirtieron un mayor esfuerzo en su intento de persuasión.

Gal y Rucker también encontraron que este esfuerzo extra se desvanecía si los voluntarios tenían una oportunidad de afirmar su propia identidad de antemano. Si se les pedía que identificaran sus objetos favoritos (libros, ciudades, canciones, etc.) antes de escribir sobre pruebas animales, la elección de la mano no tenía efecto sobre sus intentos de defensa. Si se les pedía que dijeran las cosas favoritas de sus padres, el efecto reaparecía.

En su segundo experimento, con 151 nuevos voluntarios, Gal y Rucker encontraron el mismo efecto. Esta vez, influyeron el grado de confianza de los reclutados pidiéndoles que contasen recuerdos de los que tuviesen gran certeza, y a la otra mitad que contasen recuerdos plagados de dudas. Después se pidió a los voluntarios que dijesen si eran veganos, vegetarianos o carnívoros, qué confianza tenían en su opinión, y cómo de importante era para ellos.

Como se esperaba aquellos que recordaron momentos con incertidumbres, tenían menos confianza en que sus elecciones alimenticias fuesen las correctas. Y como antes, esos mismos voluntarios dudosos defendían sus creencias con más fuerza. Cuando se les pedía que se imaginaran convenciendo a alguien para unirse a su dieta, el grupo con incertidumbre escribió mensajes significativamente más largos y usaron más tiempo para componerlos.

Este experimento – con un método distinto para la manipulación de la confianza, un tema distinto a tratar, y una medida distinta del esfuerzo evangelizador – apoya los resultados del primero. No obstante, el efecto sólo se mantenía entre aquellos cuyas preferencias alimenticias eran importantes para ellos. Esto demostró (tal vez, más esperado) que los vínculos entre la duda y la defensa son más fuertes para las creencias que la gente mantiene con más cariño.

El tercer experimento encontró resultados similares, usando un tema mucho más trivial (bueno, supuestamente más trivial). Gal y Rucker trabajaron con 106 estudiantes quienes pensaban que los Macs eran superiores a los PCs. De nuevo, el par manipuló con éxito la confianza de los estudiantes pidiéndoles que recordasen un incidente previo resolución con toda certeza o duda.

Los estudiantes tenían que imaginarse convenciendo a un usuario de PC sobre los métodos del producto de Apple, pero esta vez, a la mitad se les dijo que estaban hablando con acérrimos usuarios de Windows, y al resto se les enfrentó con parejas de mente más abierta. Como antes, los estudiantes pusieron más esfuerzo al persuadir a su pareja imaginaria si su propia confianza se veían debilitada, pero sólo si el compañero era receptivo.

En los tres casos, Gal y Zucker encontraron que las dudas vuelven a las personas unos defensores más fuertes. Más sutilmente, su estudio demuestra que este efecto es más fuerte su se ve amenazada la identidad de la persona, si la creencia es importante para ellos, y si piensan que otros los escucharán. Todo esto encaja con un patrón de comportamiento donde la gente evangeliza para reforzar sus propias creencias.

Su estudio también divide los actos de los defensores. Pueden tratar, aparentemente, de cambiar la idea de otros pero sus acciones podría tratar igualmente de reforzar sus propias creencias. Como Gal y Zucker escriben:

“La presente investigación también ofrece un aviso a cualquiera que esté en el otro extremo del intento de defensa. Aunque es natural asumir que un defensor persistente y entusiasta sobre una creencia está lleno de confianza, la defensa podría ser un hecho que indica que el individual está lleno de dudas”.

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Referencia: Psychological Science http://dx.doi.org/10.1177/0956797610385953
Autor: Ed Yong

Fecha Original: 19 de octubre de 2010

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La acertada predicción del general Ludendorff

La acertada predicción del general Ludendorff: "El general Erich Friedrich Wilhelm Ludendorff, fue un militar alemán que destacó en el ejército durante la I Guerra Mundial. Fue amigo de Hitler y hasta llegó a recibir ofertas de este para prosperar en su carrera. Murió en 1937 cuando ya se intuía que Alemania sufriría por culpa de Hitler pero cuando aún estaba lejos la terrible acción del líder nazi sobre el resto del mundo.

Y hablo de estas fechas, porque ya entonces escribió una carta a Hindenburg refiriéndose a Hitler en estos términos:

Le predigo de la forma más solemne posible que este hombre nefasto conducirá a nuestro país al abismo y a nuestra nación a una catástrofe inimaginable. Las generaciones futuras maldecirán sobre su tumba por haberlo permitido.

Ciertamente Ludendorff no llegó a ver cuán acertada fue su predicción. Cuando murió, recibió un funeral de estado al que asistió Hitler, ya como máximo responsable de Alemania.

Fuente: Historia de la Gestapo de Jacques Delarue

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Otra regla para medir el universo

Otra regla para medir el universo: "

Las supernovas de Tipo II pueden unirse a sus primas de Tipo Ia como indicadores de la expansión cósmica.

Los astrónomos han confiado desde hace tiempo en unas explosiones estelares conocidas como supernovas de Tipo Ia para medir la escala del cosmos. Una segunda clase de supernovas, puede ahora tener el mismo uso, proporcionando una comprobación independiente de las medidas que se usaron por primera vez hace una década para descubrir que el universo está en expansión acelerada.



Un creciente número de investigadores está trabajando en la idea de que algunas supernovas de Tipo II – que se generan por el colapso gravitatorio de estrellas gigantes con núcleos de hierro — pueden desempeñar un papel similar como indicador de distancia cósmica. El método podría usarse con la próxima generación de estudios del cielo – incluyendo el Dark Energy Survey que se prevé que empiece en Cerro Tololo, Chile, a finales de 2011, y el Large Synoptic Survey Telescope, aún en fase de desarrollo, en Cerro Pachón, también en Chile. Ambos se espera que encuentren decenas de miles de supernovas cada año.

“Estamos en una fase en la que sería estúpido ignorar métodos alternativos al Tipo Ia”, dice Dovi Poznanski, astrofísico en la Universidad de California en Berkeley, quien re-analizó los resultados que dicen que muestran la promesa de una nueva vara de medida cósmica. Sus hallazgos más recientes se publicaron el 1 de octubre en la revista Astrophysical Journal¹.

Candelas estándar

La característica clave de las supernovas de Tipo Ia – que son el resultado de la explosión de enanas blancas que absorben material de estrellas compañeras – es que sólo se producen cuando la enana blanca alcanza una masa crítica, el Límite de Chandrasekhar (1,4 veces la masa del Sol). Esto indica que tal supernova tiene un brillo intrínseco notablemente consistente, y los astrónomos que observan las explosiones pueden calcular a partir de este brillo aparente cómo de lejos están las supernovas respecto a la Tierra. Al proporcionar una medida de la distancia a la Tierra desde remotas galaxias, tales ‘candelas estándar’ de Tipo Ia marcaron el descubrimiento de la misteriosa energía oscura repulsiva, que hace que el universo se expanda aceleradamente.

Las estimaciones de distancias galácticas usando las supernovas de Tipo Ia tienen un margen de error de menos de un 7%. Pero tales medidas se cree que sufren errores sistemáticos, tales como la posibilidad de que el tipo de galaxia que aloja la supernova cree diferencias en su brillo, un factor que podría variar con la distancia a la Tierra, sesgando de esta forma los resultados.

“Siempre es bueno tener más de una forma de medir un importante efecto físico como la expansión cósmica”, dice Robert Kirshner del Centro Harvard-Smithsoniano para Astrofísica, que co-descubrió la expansión acelerada del universo en 1998, usando medidas de candela estándar de Tipo Ia².

Calcular el brillo intrínseco de una segunda clase de supernova, Tipo II-P, conocida así debido a que su brillo permanece aproximadamente constante en una meseta (en inglés – plateau P) durante aproximadamente 90 días antes de decaer, es considerablemente más complejo. Pero es factible, gracias a una técnica ideada en 2002 por el astrónomo Mario Hamuy, ahora en la Universidad de Chile en Santiago, y Philip Pinto, de la Universidad de Arizona en Tucson³. El método se desarrolló posteriormente por Poznanski y sus colegas⁴.

“Es improbable que esta técnica sea capaz de competir con la Ia, pero puede contribuir a dar una información cósmica complementaria. Ahí es donde muestra su valor”, dice Adam Burrows, astrofísico de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey que ha trabajado con ambos tipos de supernovas.

Para el método del Tipo II-P, los astrónomos toman el espectro de la supernova unos 50 días después de su explosión, y usan el desplazamiento relativo a un estándar de línea espectral, provocado por la absorción de la luz por parte del hierro, para determinar la velocidad a la que la estrella expulsa parte de su material. Esta velocidad y la escala temporal de 50 días se usa para calcular el tamaño de la explosión. Tomando esto junto con las medidas de temperatura, se revela el brillo intrínseco de la explosión. Finalmente, una comparación con el brillo aparente visto desde la Tierra muestra lo lejos que debe estar.

En 2009, Poznanski demostró que una muestra de 17 supernovas de Tipo II podían usarse para predecir las distancias a la Tierra de sus galaxias madre con un error de menos del 10%⁴ — no mucho más que el error de la estimación usando explosiones de Tipo Ia.

Reduciendo los errores

Pero los astrónomos aún están lejos de ser capaces de comprobar la expansión cósmica usando medidas del Tipo II. Todas las supernovas en la muestra de Poznanski estaban cerca de la Tierra, y cuando el astrofísico Christopher D’Andrea de la Universidad de Pennsylvania en Philadelphia y sus colegas tratando de aplicar el método de supernovas más allá – aproximadamente a 1700 millones de años luz, o 530 megapársecs de la Tierra — sus resultados dieron un error de aproximadamente el 15%⁵. Pero D’Andrea y sus colegas usaron espectros de supernovas recopilados por el Sloan Digital Sky Survey en el Observatorio Apache Point en Nuevo México, que principalmente busca supernovas de Tipo Ia, y algunos de los espectros fueron tomados sólo dos semanas después de la explosión de la supernova. Esto no proporciona una estimación tan precisa de la velocidad de la explosión y, por tanto, del brillo y distancia.

Poznanski revisitó los resultados de D’Andrea’s en su artículo de octubre, y demostró que los investigadores habían seleccionado una muestra sesgada de supernovas, favoreciendo intrínsecamente los objetos más brillantes. Recalibrando las líneas espectrales para calcular la velocidad de estas explosiones de supernovas, redujo el error hasta un 11%¹. Dice que la técnica de Tipo II aún funciona. D’Andrea está de acuerdo con el diagnóstico de Poznanski y dice que es muy optimista respecto a la técnica. “La lección que aprendí es que tienes que saber qué estás haciendo antes de empezar el estudio”, dice.

Poznanski está trabajando ahora con unas 60 supernovas de Tipo II, observadas por el estudio Palomar Transient Factory en el Observatorio Palomar en California, para lograr que el método funcione a distancias mayores y permita a los astrónomos estudiar más lejos en la historia del universo. “[Los resultados de D'Andrea's] me demostraron la necesidad de una mejor muestra y es lo que estoy tratando de hacer”, comenta.

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Referencias:

1. Poznanski, D. et al. Astrophys. J. 721, 956-959 (2010).

2. Reiss, A. G. et al. Astrophys. J. 116, 1009-1038 (1998).

3. Hamuy, M. , & Pinto, P. A. Astrophys. J. 566, L63-L65 (2002).

4. Poznanski, D. et al. Astrophys. J. 694, 1067-1079 (2009).

5. D’Andrea, C. B. et al. Astrophys. J. 708, 661-674 (2010)

Autor: Eugenie Samuel Reich

Fecha Original: 22 de octubre de 2010

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¿Hubo transiciones de fase cosmológicas en el primer segundo después del Big Bang?

¿Hubo transiciones de fase cosmológicas en el primer segundo después del Big Bang?: "

La teoría del Big Bang describe la expansión del Universo, pero no explica el “Bang”, es decir, el origen del Universo. Deja la puerta abierta a la especulación sobre la física característica del Universo durante el primer segundo desde su creación. Aunque un segundo parece muy poco tiempo, de acuerdo a la física de partículas muchos procesos físicos podrían haber ocurrido durante dicho “primer” segundo. Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del Instituto Tecnológico de California han teorizado ahora sobre esos primeros instantes.

En un trabajo reciente publicado en la revista Physical Review, el investigador Daniel G. Figueroa del Departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid, junto con los investigadores Robert Caldwell y Marc Kamionkowski del Instituto Tecnológico de California (Caltech), estudiaron cómo la dinámica de auto-ordenamiento de campos tras una transición de fase, daría lugar a la creación de desviaciones con respecto a una distribución Gaussiana, en la estadística de las fluctuaciones primordiales de la densidad de energía cosmológica.

Dichas fluctuaciones son detectadas hoy en día con regularidad (por ejemplo en el fondo cósmico de microondas) y, mediante el estudio de la estadística que poseen, se espera, de hecho, encontrar señales remanentes del Universo primigenio. Caracterizar teóricamente dichas desviaciones estadísticas “no-gaussianas” es muy relevante, puesto que pueden ser usadas como un potente discriminador entre los diversos modelos del Universo primitivo. Por lo tanto, es muy importante determinar los detalles exactos de nuevas fuentes potenciales de no-gaussianidad, como la descrita en la citada publicación.

En el trabajo realizado por estos investigadores se ha calculado explícitamente la forma de cierta función denominada “bi-espectro”, que caracteriza la desviación de gaussianidad en la estadística de las fluctuaciones primordiales. Si éstas últimas fueran puramente gaussianas, el bi-espectro se anularía, y de ahí la novedad de este trabajo, pues se ha encontrado que la forma funcional del bi-espectro inducida por la dinámica de auto-ordenamiento tras una transición de fase cosmológica, no sólo no se anula, sino que además es diferente a la de otros casos conocidos.

Esta nueva fuente de no-gaussianidad de hecho podría ser muy significativa, y su detección en un futuro próximo demostraría la existencia de campos auto-ordenantes en el Universo, lo que probaría, a su vez, que realmente hubo una transición de fase en el Universo primigenio.

Teorías sobre los primeros momentos del Universo

Hoy la comunidad científica investiga activamente cómo dichos procesos podrían haber producido ciertas señales observables que, de ser detectadas, nos proporcionarían información directa sobre la física de aquellos instantes primigenios. Si algún día queremos llegar a comprender cómo fue el Universo primitivo, predecir teóricamente estas señales resulta fundamental.

Entre los diversos procesos físicos que se piensa que pudieron ocurrir durante el primer segundo del Universo, se encuentran las transiciones de fase cosmológicas, en las que sucede un fenómeno conocido en física cómo “ruptura de simetría”.

Si imaginamos un campo de materia como un vector de varios componentes, la ruptura de simetría es un mecanismo mediante el cual el módulo de dicho campo (esto es: la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de sus componentes), pasa de ser cero a tomar un valor constante e igual en todos los puntos del espacio. La dirección de sus componentes, es decir la orientación del campo, resulta sin embargo diferente en cada lugar, si bien el campo tiende a “alinearse” (es decir, tiende a adquirir la misma orientación) en regiones próximas.

Denominando “escala causal” a la máxima distancia recorrida por la luz desde el surgimiento del Universo y, ya que nada puede viajar más rápido que la luz, la dinámica de un proceso de ruptura de simetría debe ser tal que el campo correspondiente sólo puede alinearse en regiones espaciales (dominios) de tamaño inferior a la escala causal del Universo. Considerando dos puntos del espacio, A y B, separados una distancia mayor que la de la escala causal, entonces la orientación del campo de materia en A, no puede guardar relación alguna con la orientación del campo en B.

La variación arbitraria de la orientación del campo de materia al pasar de unas regiones a otras desconectadas causalmente, da lugar por tanto a grandes gradientes (variaciones) del propio campo, lo que a su vez lleva asociado una gran densidad de energía. El tamaño de los dominios en los que el campo está alineado no es fijo, sino que crece en el tiempo y, así, a la dinámica asociada a este crecimiento se la denomina “dinámica de auto-ordenamiento de campos”. En otras palabras, a medida que transcurre el tiempo, el campo se va alineado en regiones mayores, lo que da lugar a que los gradientes asociados evolucionen notablemente durante este proceso.

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Referencia bibliográfica: Felder et al, Phys.Rev. D64 (2001) 123517

Fecha Original: 1 de octubre de 2010

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El extraño caso de las llamaradas solares y los elementos radiactivos

El extraño caso de las llamaradas solares y los elementos radiactivos: "

Es un misterio que se presentó inesperadamente: El decaimiento radiactivo de algunos elementos depositados tranquilamente en los laboratorios de la Tierra, parece estar influenciado por las actividades internas del Sol, a 150 millones de kilómetros de distancia.



¿Es esto posible?

Investigadores de Stanford y de la Universidad de Purdue creen que sí. Pero su explicación de cómo sucede abre la puerta a un nuevo misterio.

Incluso hay una posibilidad de que este efecto inesperado sea causado por una partícula previamente desconocida emitida por el sol. “Eso sería realmente notable”, dice Peter Sturrock, profesor emérito de Stanford de Física Aplicada y experto en el funcionamiento interno del sol.

La historia comienza, en cierto sentido, en las aulas de todo el mundo, donde a los estudiantes se les enseña que la tasa de decaimiento de un material radiactivo específico es una constante. Este concepto es usado, por ejemplo, cuando los antropólogos usan el Carbono-14 para datar antiguos artefactos y cuando los médicos determinan la dosis adecuada de radiactividad para tratar el cáncer en un paciente.

Números aleatorios

Pero esta suposición fue desafiada de manera inesperada por un grupo de investigadores de la Universidad de Purdue que, en ese momento, estaban más interesados en los números aleatorios que en el decaimiento nuclear. (Los científicos usan largas cadenas de números al azar para una variedad de cálculos, pero son difíciles de producir, ya que el proceso utilizado para producir los números tiene una influencia en el resultado.)

Efraín Fischbach, profesor de física en Purdue, estaba estudiando la tasa de decaimiento radiactivo de diversos isótopos como una posible fuente de números aleatorios generados sin ninguna intervención humana. (Una masa de material radiactivo Cesio-137, por ejemplo, puede decaer a un ritmo constante total, pero los átomos individuales dentro de la masa se desintegran en un patrón impredecible y aleatorio. Así, la cadencia de las señales aleatorias de un contador Geiger colocado cerca del Cesio podría utilizarse para generar números aleatorios.)

Conforme los investigadores estudiaban datos publicados sobre isótopos específicos, se encontraban con discrepancias en las tasas de decaimiento medidas – algo extraño para supuestas constantes físicas.

Comprobando los datos recogidos en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Long Island, y en el Instituto Federal Físico y Tecnológico de Alemania, se encontraron con algo incluso más sorprendente: la observación a largo plazo de la tasa de decaimiento del Silicio-32 y del Radio-226 parecía mostrar una pequeña variación estacional. La tasa de decaimiento fue incluso ligeramente más rápida en invierno que en verano.

¿Era real la fluctuación, o era simplemente un problema técnico en el equipo utilizado para medir el decaimiento, inducido por el cambio de estaciones, con los subsiguientes cambios en la temperatura y la humedad?

“Todo el mundo pensó que tenía que deberse a errores experimentales, porque a todos se nos ha enseñado que las tasas de decaimiento son constantes”, dijo Sturrock.

El Sol habla

El 13 de diciembre 2006 el propio Sol proporcionó una pista crucial, cuando una erupción solar envió una corriente de partículas y radiación hacia la Tierra. Mientras medía la tasa de decaimiento del Manganeso-54, un isótopo de corta vida utilizado en el diagnóstico médico, el ingeniero nuclear Jere Jenkins, de Purdue, se dio cuenta de que la tasa se reducía ligeramente durante la erupción, una disminución que se inició alrededor de un día y medio antes de la llamarada solar.

Si esta aparente relación entre las llamaradas solares y las tasas de decaimiento resultase cierta, podría dar lugar a un método de predicción de las erupciones solares antes de su aparición, lo que podría ayudar a evitar daños a los satélites y redes eléctricas, así como a salvar la vida de los astronautas en el espacio.

La tasa de decaimiento de las aberraciones que Jenkins indica tuvieron lugar durante la mitad de la noche en Indiana, lo que significa que algo producido por el Sol habría recorrido todo el camino hasta la Tierra para llegar a los detectores de Jenkins. ¿Qué podría enviar la llamarada que tuviera tal efecto?

Jenkins y Fischbach supusieron que los culpables de estas alteraciones en la tasa de decaimiento fueron probablemente los neutrinos solares, las partículas casi sin masa famosas por volar casi a la velocidad de la luz a través del mundo físico – humanos, rocas, océanos o planetas – virtualmente sin interaccionar con nada.

Entonces, en una serie de artículos publicados en Astroparticle Physics, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research y Space Science Reviews, Jenkins, Fischbach y sus colegas demostraron que las variaciones observadas en los ritmos de decaimiento eran altamente improbable que procedieran de influencias ambientales en los sistemas de detección.

Motivo de sospecha

Sus hallazgos refuerzan el argumento de que las extrañas oscilaciones en las tasas de decaimiento fueron causadas por neutrinos procedentes del Sol. Los cambios parecían estar sincronizados con la órbita elíptica de la Tierra, con las tasas de decaimiento oscilando a medida que la Tierra se acercaba más cerca del Sol (donde estaría expuesta a más neutrinos) y luego se alejaba.

Así que había buenas razones para sospechar del sol, pero ¿podría ser demostrado?

Aparece entonces Peter Sturrock, profesor emérito de Física Aplicada de Stanford y experto en el funcionamiento interno del Sol. Durante una visita al Observatorio Solar Nacional en Arizona, a Sturrock le fueron entregadas copias de los artículos de revistas científicas escritas por los investigadores de Purdue.

Sturrock sabía por su larga experiencia que la intensidad de la lluvia de neutrinos que el Sol envía continuamente hacia la Tierra varía en forma regular hasta que el Sol se gira y muestra una cara diferente, como una versión más lenta de la luz giratoria en un vehículo policial. Su consejo a Purdue: Busque evidencias de que los cambios en el decaimiento radiactivo en la Tierra varía con la rotación del sol. “Eso es lo que sugerí. Y eso es lo que hemos hecho”.

Una sorpresa

Volviendo a echar otro vistazo a los datos de decaimiento del laboratorio de Brookhaven, los investigadores encontraron un patrón recurrente de 33 días. Fue un poco una sorpresa, dado que la mayoría de las observaciones solares presentan un patrón de unos 28 días – la velocidad de rotación de la superficie del Sol.

¿La explicación? El núcleo del Sol – donde las reacciones nucleares producen neutrinos – aparentemente gira más despacio que la superficie que vemos. “Puede parecer contrario a la intuición, pero parece como si el núcleo girara más lentamente que el resto del Sol”, dijo Sturrock.

Todas las pruebas apuntan hacia la conclusión de que el Sol está “comunicándose” con los isótopos radiactivos en la Tierra, dijo Fischbach.

Pero hay una importante cuestión que permanece sin respuesta. Nadie sabe cómo los neutrinos podrían interactuar con materiales radiactivos para cambiar su velocidad de desintegración.

“No tiene sentido de acuerdo a las ideas convencionales”, dijo Fischbach. Jenkins fantásticamente agregó: “Lo que estamos sugiriendo es que algo que realmente no interactúa con nada está cambiando algo que no se puede cambiar”.

“Es un efecto que todavía nadie entiende”, concuerda Sturrock. “Los teóricos están empezando a decir: ‘¿Qué está pasando?’ Pero eso es lo que apunta la evidencia. Es un desafío para los físicos y también un reto para la comunidad solar”.

Si la misteriosa partícula no es un neutrino, “Tendría que ser algo que no conocemos, una partícula desconocida que también es emitida por el Sol y tiene este efecto, lo que sería aún más notable”, dijo Sturrock.

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Autor: Dan Stober

Fecha Original: 23 de agosto de 2010

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