Uno de los físicos más eminentes del mundo, Stephen Hawking, dice haber cambiado de parecer con respecto a la creación del Universo y ahora afirma que Dios no tuvo nada que ver en ello.
En el pasado, Hawking expresó que la idea de un creador divino no era incompatible con el entendimiento científico del cosmos.
Pero en su libro más reciente, "El gran diseño", sostiene que las nuevas teorías dejan en claro que el fenómeno conocido como el Big Bang (la explosión que dio origen al Universo) fue una consecuencia inevitable de las leyes de la física.
"No es necesario invocar a Dios para encender la mecha y darle inicio al Universo", concluye el científico.
clic ¿Usted qué opina? ¿Hay lugar para Dios en el universo?
En su anterior libro de 1988, el popular "Una breve historia del tiempo", Hawking pareció aceptar la mano de Dios en la creación del cosmos.
"Si pudiéramos descubrir una teoría completa, sería el máximo triunfo de la razón humana, porque entonces conoceríamos la mente de Dios", escribió entonces.
Sin embargo, en su última obra, el físico más famoso del Reino Unido disputa la creencia de Isaac Newton, quien afirmó que el Universo debió haber sido diseñado por Dios y no pudo haber surgido del caos.
De la nada
Hawking identifica el descubrimiento, en 1992, de un planeta en órbita alrededor de una estrella diferente a nuestro Sol como la primera grieta en la teoría divina.
La creación espontánea es la razón por la que hay algo en lugar de nada, el porqué de la existencia del Universo, el porqué de nuestra existencia
Stephen Hawking
"Eso hace que las coincidencias de nuestras condiciones planetarias -un único Sol, la combinación de la distancia entre el Sol y la Tierra y la masa solar- sean mucho menos excepcionales y mucho menos convincentes como evidencia de que la Tierra fue cuidadosamente diseñada sólo para satisfacer a los seres humanos", sostiene.
El científico explica que es por la ley de la gravedad que el Universo puede crearse de la nada.
"La creación espontánea es la razón por la que hay algo en lugar de nada, el porqué de la existencia del Universo, el porqué de nuestra existencia".
El coautor del libro es el físico estadounidense Leonard Mlodinow y saldrá a a la venta el 9 de septiembre.
La publicación de "El gran diseño" ocurrirá una semana antes de que el papa Benedicto XVI visite el Reino Unido.
martes, 30 de noviembre de 2010
El universo se expande ilimitadamente
Una reciente investigación muestra que el universo se expande de forma ilimitada.
Astrónomos estadounidenses utilizaron un cúmulo de galaxias muy particular, conocida como Abell 1689, para tratar de acercarse un poco más y desvelar uno de los grandes misterios de la ciencia: cómo se comporta la energía oscura que hay en el Universo.
Abell 1689 funciona como una lente gravitatoria que amplifica de forma excepcional las imágenes de las galaxias que se encuentran detrás.
Ahora una investigación publicada en la revista Science por un equipo dirigido por el profesor Eric Jullo, del Laboratorio de Propulsión de la NASA en California, EE.UU, arroja nueva luz sobre la distribución de la energía oscura y sugiere que el destino más posible del Universo es que continúe expandiéndose de forma ilimitada... Hasta convertirse en un espacio frío y muerto, según afirman los investigadores.
3/4 del Universo
Se sabe desde hace tiempo que la energía oscura es un fuerza misteriosa que acelera la expansión del Universo.
A pesar de ser totalmente invisible la energía oscura compone hasta tres cuartas partes del Universo, el 72%. El otro 24% estaría formado de materia oscura (distinta a la energía oscura).
Sólo el 4% restante daría lugar a la materia de la que se componen planetas, hombres, estrellas, galaxias y todo aquello que está formado de átomos, lo que una vez se pensó que era el Universo en su totalidad.
Nuestras conclusiones prueban cuál será exactamente el destino del Universo.
Priyamvada Natarajan, profesor de la Universidad de Yale
Pero sabemos de su existencia porque hace más de 20 años se descubrió que había "algo" muy abundante que generaba la expansión del Universo.
Los científicos utilizaron el telescopio espacial Hubble para observar la forma en que la luz de las estrellas distantes se distorsionaba a través de Abell 1689 y averiguar así cómo se expande la energía oscura a través del universo.
Abell 1689 es uno de los mayores cúmulos de galaxias conocidos hasta ahora y sus características resultan sorprendentes.
Se encuentra situado en la constelación de Virgo y a una distancia de 2.200 millones de años luz de la Tierra.
Debido a su inmensa y extraordinaria masa, Abell 1689 funciona como una enorme lupa cósmica que hace que la luz se doble y se proyecte debido a su enorme atracción gravitatoria, de una forma similar a la que una lupa distorsiona un objeto.
Tercer factor
El cúmulo de galaxias Abell 1689 actúa como un lente cósmica. © NASA, ESA, E. Jullo (JPL/LAM), P. Natarajan (Yale) and J-P. Kneib (LAM)
La forma en que la luz es distorsionada por las lentes cósmicas depende de tres factores: cuán lejos está el objeto distante, la masa de Abell 1689 y la distribución de la energía oscura.
Los astrónomos fueron capaces de medir las primeras dos variables utilizando el Telescopio de Gran Tamaño del Observatorio Europeo Astral, que se encuentra en Chile.
Y esto les permitió, mediante difícil y sofisticados modelos matemáticos, descubrir el crucial tercer factor.
Conocer la distribución de la energía oscura indica a los astrónomos que el Universo continuará expandiéndose y haciéndose más grande de forma ilimitada.
Hasta que finalmente se convierta en un espacio frío y sin vida con una temperatura cercana a lo que los científicos conocen como el término de "cero absoluto".
El cosmólogo Pryamvada Natarajan, de la Universidad de Yale, en EE.UU., y co-autor del estudio, dice que las conclusiones prueban "cuál será exactamente el destino del Universo".
Astrónomos estadounidenses utilizaron un cúmulo de galaxias muy particular, conocida como Abell 1689, para tratar de acercarse un poco más y desvelar uno de los grandes misterios de la ciencia: cómo se comporta la energía oscura que hay en el Universo.
Abell 1689 funciona como una lente gravitatoria que amplifica de forma excepcional las imágenes de las galaxias que se encuentran detrás.
Ahora una investigación publicada en la revista Science por un equipo dirigido por el profesor Eric Jullo, del Laboratorio de Propulsión de la NASA en California, EE.UU, arroja nueva luz sobre la distribución de la energía oscura y sugiere que el destino más posible del Universo es que continúe expandiéndose de forma ilimitada... Hasta convertirse en un espacio frío y muerto, según afirman los investigadores.
3/4 del Universo
Se sabe desde hace tiempo que la energía oscura es un fuerza misteriosa que acelera la expansión del Universo.
A pesar de ser totalmente invisible la energía oscura compone hasta tres cuartas partes del Universo, el 72%. El otro 24% estaría formado de materia oscura (distinta a la energía oscura).
Sólo el 4% restante daría lugar a la materia de la que se componen planetas, hombres, estrellas, galaxias y todo aquello que está formado de átomos, lo que una vez se pensó que era el Universo en su totalidad.
Nuestras conclusiones prueban cuál será exactamente el destino del Universo.
Priyamvada Natarajan, profesor de la Universidad de Yale
Pero sabemos de su existencia porque hace más de 20 años se descubrió que había "algo" muy abundante que generaba la expansión del Universo.
Los científicos utilizaron el telescopio espacial Hubble para observar la forma en que la luz de las estrellas distantes se distorsionaba a través de Abell 1689 y averiguar así cómo se expande la energía oscura a través del universo.
Abell 1689 es uno de los mayores cúmulos de galaxias conocidos hasta ahora y sus características resultan sorprendentes.
Se encuentra situado en la constelación de Virgo y a una distancia de 2.200 millones de años luz de la Tierra.
Debido a su inmensa y extraordinaria masa, Abell 1689 funciona como una enorme lupa cósmica que hace que la luz se doble y se proyecte debido a su enorme atracción gravitatoria, de una forma similar a la que una lupa distorsiona un objeto.
Tercer factor
El cúmulo de galaxias Abell 1689 actúa como un lente cósmica. © NASA, ESA, E. Jullo (JPL/LAM), P. Natarajan (Yale) and J-P. Kneib (LAM)
La forma en que la luz es distorsionada por las lentes cósmicas depende de tres factores: cuán lejos está el objeto distante, la masa de Abell 1689 y la distribución de la energía oscura.
Los astrónomos fueron capaces de medir las primeras dos variables utilizando el Telescopio de Gran Tamaño del Observatorio Europeo Astral, que se encuentra en Chile.
Y esto les permitió, mediante difícil y sofisticados modelos matemáticos, descubrir el crucial tercer factor.
Conocer la distribución de la energía oscura indica a los astrónomos que el Universo continuará expandiéndose y haciéndose más grande de forma ilimitada.
Hasta que finalmente se convierta en un espacio frío y sin vida con una temperatura cercana a lo que los científicos conocen como el término de "cero absoluto".
El cosmólogo Pryamvada Natarajan, de la Universidad de Yale, en EE.UU., y co-autor del estudio, dice que las conclusiones prueban "cuál será exactamente el destino del Universo".
Energía oscura aplana al universo
Si hace más de 500 años Cristóbal Colón guió una expedición para comprobar que la Tierra no era plana, hoy un grupo de científicos asegura que ha encontrado evidencia que demuestra que el universo sí lo es.
La medición depende de cientos de pares de "galaxias binarias".
El estudio, que basó su investigación en una idea que surgió hace 30 años, también agrega que casi tres cuartas partes de lo que compone el universo es "energía oscura".
Christian Marinoni, líder de la investigación, explicó que se logró establecer la forma del universo gracias a un simple método basado en geometría de "escuela primaria".
Las conclusiones del equipo sugieren que el universo es plano, una suposición que fue planteada por primera vez por Albert Einstein y suele ser confirmada en recientes estudios, pero que permanece como una de las ideas más difíciles de sustentar con material teórico.
Lo que no se puede ver
Según Marinoni y la doctora Adeline Buzzi, de la Universidad de Provenza, en Italia, la creencia de que el universo es curvado está condicionada por la manera en que los astrónomos lo perciben cuando observan el cosmos.
Es probable que un telescopio en la Tierra o cerca de ella capte la apariencia de un objeto diferente a la que verdaderamente tiene, porque el espacio y el tiempo suelen afectar la luz que emana.
También está el hecho de que actualmente la cosmología sostiene que apenas el 4% de lo que compone el universo es materia normal (estrellas, planetas, etc) y que la mayoría es energía oscura. Se llama así porque evidentemente es un espacio que no absorbe, emite o refleja la luz, haciendo que sea imposible su observación.
"Lo que tenemos que hacer es inventar un nuevo marco matemático que nos permita profundizar en este misterio", comentó el profesor Marinoni a la BBC.
Dudas
No creo que nos puede decir con mucho detalle lo que es la energía oscura. Pienso que probablemente no es lo suficientemente preciso, todavía no
Alan Heavens, teórico en astrofísica
La técnica utilizada en el estudio fue propuesta por primera vez en 1979 por un grupo de investigadores de las universidades de Princeton y Berkeley, en Estados Unidos.
El problema hasta ahora había sido poder encontrar un objeto cuya apariencia pudiera ser conocida con certeza. Por eso el profesor Marinoni y la doctora Buzzi escogieron un número de galaxias binarias -pares de galaxias que orbitan entre ellas- para llevar a cabo la investigación.
Partiendo de la base que la naturaleza muestra que no hay preferencia en la dirección que estas galaxias orbitan, una rápida mirada al cielo debería captar un completo espectro del plano orbital: arriba, abajo, a la izquierda, a la derecha y demás posibilidades.
Sin embargo, según Alan Heavens, teórico en astrofísica de la Universidad de Edimburgo, la fortaleza de los resultados de este estudio recae en algunas suposiciones sobre el cosmos.
"No creo que nos puede decir con mucho detalle lo que es la energía oscura. Pienso que esta investigación probablemente no es lo suficientemente precisa, todavía no", comentó el profesor Heavens.
La medición depende de cientos de pares de "galaxias binarias".
El estudio, que basó su investigación en una idea que surgió hace 30 años, también agrega que casi tres cuartas partes de lo que compone el universo es "energía oscura".
Christian Marinoni, líder de la investigación, explicó que se logró establecer la forma del universo gracias a un simple método basado en geometría de "escuela primaria".
Las conclusiones del equipo sugieren que el universo es plano, una suposición que fue planteada por primera vez por Albert Einstein y suele ser confirmada en recientes estudios, pero que permanece como una de las ideas más difíciles de sustentar con material teórico.
Lo que no se puede ver
Según Marinoni y la doctora Adeline Buzzi, de la Universidad de Provenza, en Italia, la creencia de que el universo es curvado está condicionada por la manera en que los astrónomos lo perciben cuando observan el cosmos.
Es probable que un telescopio en la Tierra o cerca de ella capte la apariencia de un objeto diferente a la que verdaderamente tiene, porque el espacio y el tiempo suelen afectar la luz que emana.
También está el hecho de que actualmente la cosmología sostiene que apenas el 4% de lo que compone el universo es materia normal (estrellas, planetas, etc) y que la mayoría es energía oscura. Se llama así porque evidentemente es un espacio que no absorbe, emite o refleja la luz, haciendo que sea imposible su observación.
"Lo que tenemos que hacer es inventar un nuevo marco matemático que nos permita profundizar en este misterio", comentó el profesor Marinoni a la BBC.
Dudas
No creo que nos puede decir con mucho detalle lo que es la energía oscura. Pienso que probablemente no es lo suficientemente preciso, todavía no
Alan Heavens, teórico en astrofísica
La técnica utilizada en el estudio fue propuesta por primera vez en 1979 por un grupo de investigadores de las universidades de Princeton y Berkeley, en Estados Unidos.
El problema hasta ahora había sido poder encontrar un objeto cuya apariencia pudiera ser conocida con certeza. Por eso el profesor Marinoni y la doctora Buzzi escogieron un número de galaxias binarias -pares de galaxias que orbitan entre ellas- para llevar a cabo la investigación.
Partiendo de la base que la naturaleza muestra que no hay preferencia en la dirección que estas galaxias orbitan, una rápida mirada al cielo debería captar un completo espectro del plano orbital: arriba, abajo, a la izquierda, a la derecha y demás posibilidades.
Sin embargo, según Alan Heavens, teórico en astrofísica de la Universidad de Edimburgo, la fortaleza de los resultados de este estudio recae en algunas suposiciones sobre el cosmos.
"No creo que nos puede decir con mucho detalle lo que es la energía oscura. Pienso que esta investigación probablemente no es lo suficientemente precisa, todavía no", comentó el profesor Heavens.
Lo que ocurrió antes del Big Bang
En la radiación electromagnética que llena al Universo puede verse evidencia de los eventos que ocurrieron antes del Big Bang, afirma un reconocido cosmólogo.
La variación en el fondo cósmico cambia drásticamente dentro de los anillos.
El profesor Roger Penrose señala que el análisis de la llamada radiación de fondo de microondas, o radiación del fondo cósmico, mostró ecos de eventos similares al Big Bang ocurridos antes que éste.
Estos eventos, dice el científico, aparecen como "anillos" alrededor de grupos de galaxias en los cuales la variación en el fondo cósmico es inusualmente bajo.
El estudio, que aún no se ha publicado, aparece en el sitio de internet Arxiv.
Estas ideas apoyan una teoría desarrollada por el profesor Penrose, de la Universidad de Oxford, Inglaterra, que invalida a la ampliamente aceptada "teoría inflacionaria".
Ésta teoría sostiene que el universo se formó por una expansión inconcebiblemente grande y rápida a partir de un punto único.
Gran parte de la investigación de física de alta energía tiene el objetivo de aclarar cómo las leyes de la naturaleza evolucionaron durante los primeros instantes fugaces de la creación del Universo.
"Nunca estuve a favor de esta teoría, incluso desde el comienzo" afirma el profesor Penrose.
"Pero si no aceptamos la inflación debemos tener algo más que explique lo que la inflación lleva a cabo", explicó el científico a la BBC.
"En la hipótesis que estoy proponiendo tenemos una expansión exponencial pero ésta no ocurre dentro de nuestro eón, y uso este término para describir el período desde nuestro Big Bang hasta el futuro remoto".
Esta "cosmología cíclica conforme" (CCC) que el profesor Penrose apoya permite que las leyes de la naturaleza evolucionen con el tiempo, pero descarta la necesidad de establecer un comienzo teórico para el Universo.
Hallazgo supermasivo
El profesor Penrose y su colega Vahe Gurzadyan de la Universidad Estatal de Yerevan en Armenia, descubrieron ahora lo que creen es evidencia de eventos anteriores al Big Bang y que apoyan la CCC.
Los científicos analizaron datos de investigaciones sobre la radiación del fondo cósmico -el brillo constante, casi uniforme de baja temperatura que llena al Universo que podemos ver.
Los investigadores analizaron cerca de 11.000 ubicaciones, buscando direcciones en el cielo donde, en algún punto en el pasado, pudieron haber colisionado vastas galaxias que orbitaban entre sí.
En sus centros pudieron haber emergido agujeros negros supermasivos, convirtiendo algo de su masa en explosiones enormes de energía.
La radiación del fondo cósmico sólo presenta, en promedio, pequeñas variaciones.
La teoría CCC sostiene que el mismo objeto pudo haber sido sometido a los mismos procesos más de una vez en la historia, y cada uno de ellos pudo haber enviado una "onda de choque" de energía que se propagó hacia el exterior.
La búsqueda de los científicos encontró 12 candidatos que mostraron círculos concéntricos consistentes con esta idea, algunos hasta con cinco anillos, que representan cinco eventos masivos surgidos del mismo objeto a través del curso de la historia.
Lo que sugieren es que los anillos, que representan un orden inusual en un enorme cielo desordenado, representan eventos anteriores al Big Bang hacia el fin del último eón.
"Se suponía que la teoría inflacionaria había resuelto todas estas irregularidades" expresa el profesor Penrose.
"¿Cómo se puede súbitamente tener algo que produce estas enormes explosiones justo antes de que se apague la inflación? Desde mi punto de vista eso es algo muy difícil de entender".
Shaun Cole, del grupo de cosmología computacional de la Universidad de Durham, Inglaterra, afirma que la investigación es "admirable".
"Es una teoría revolucionaria y ahora parece haber datos que la apoyan" dijo el científico a la BBC.
"En el modelo estándar del Big Bang no hay nada cíclico, tiene un comienzo y no tiene un fin".
"La pregunta filosófica que es pertinente plantear es ¿qué ocurrió antes del Big Bang?, y lo que intenta esta teoría es eliminar la respuesta de 'no hubo nada antes' y convertirlo en un evento cíclico".
El profesor Cole expresa, sin embargo, que le sorprendió que la variación estadística en los datos de la radiación de microondas es la rúbrica más obvia de lo que puede convertirse en una idea revolucionaria.
"No es claro en su teoría si contaban con un modelo completo de fluctuaciones, pero ¿es eso lo único que debería estar ocurriendo?".
"Hay otras cosas que podrían haber ocurrido en la última parte del último eón. ¿Por qué no muestran indicios mayores?" pregunta el científico.
Ambos profesores, Penrose y Cole, afirman que la idea debe conducir a más investigaciones de este tipo, en particular con los datos que pronto estarán disponibles con el telescopio Planck, diseñado para estudiar la radiación del fondo cósmico con una precisión sin precedentes.
La variación en el fondo cósmico cambia drásticamente dentro de los anillos.
El profesor Roger Penrose señala que el análisis de la llamada radiación de fondo de microondas, o radiación del fondo cósmico, mostró ecos de eventos similares al Big Bang ocurridos antes que éste.
Estos eventos, dice el científico, aparecen como "anillos" alrededor de grupos de galaxias en los cuales la variación en el fondo cósmico es inusualmente bajo.
El estudio, que aún no se ha publicado, aparece en el sitio de internet Arxiv.
Estas ideas apoyan una teoría desarrollada por el profesor Penrose, de la Universidad de Oxford, Inglaterra, que invalida a la ampliamente aceptada "teoría inflacionaria".
Ésta teoría sostiene que el universo se formó por una expansión inconcebiblemente grande y rápida a partir de un punto único.
Gran parte de la investigación de física de alta energía tiene el objetivo de aclarar cómo las leyes de la naturaleza evolucionaron durante los primeros instantes fugaces de la creación del Universo.
"Nunca estuve a favor de esta teoría, incluso desde el comienzo" afirma el profesor Penrose.
"Pero si no aceptamos la inflación debemos tener algo más que explique lo que la inflación lleva a cabo", explicó el científico a la BBC.
"En la hipótesis que estoy proponiendo tenemos una expansión exponencial pero ésta no ocurre dentro de nuestro eón, y uso este término para describir el período desde nuestro Big Bang hasta el futuro remoto".
Esta "cosmología cíclica conforme" (CCC) que el profesor Penrose apoya permite que las leyes de la naturaleza evolucionen con el tiempo, pero descarta la necesidad de establecer un comienzo teórico para el Universo.
Hallazgo supermasivo
El profesor Penrose y su colega Vahe Gurzadyan de la Universidad Estatal de Yerevan en Armenia, descubrieron ahora lo que creen es evidencia de eventos anteriores al Big Bang y que apoyan la CCC.
Los científicos analizaron datos de investigaciones sobre la radiación del fondo cósmico -el brillo constante, casi uniforme de baja temperatura que llena al Universo que podemos ver.
Los investigadores analizaron cerca de 11.000 ubicaciones, buscando direcciones en el cielo donde, en algún punto en el pasado, pudieron haber colisionado vastas galaxias que orbitaban entre sí.
En sus centros pudieron haber emergido agujeros negros supermasivos, convirtiendo algo de su masa en explosiones enormes de energía.
La radiación del fondo cósmico sólo presenta, en promedio, pequeñas variaciones.
La teoría CCC sostiene que el mismo objeto pudo haber sido sometido a los mismos procesos más de una vez en la historia, y cada uno de ellos pudo haber enviado una "onda de choque" de energía que se propagó hacia el exterior.
La búsqueda de los científicos encontró 12 candidatos que mostraron círculos concéntricos consistentes con esta idea, algunos hasta con cinco anillos, que representan cinco eventos masivos surgidos del mismo objeto a través del curso de la historia.
Lo que sugieren es que los anillos, que representan un orden inusual en un enorme cielo desordenado, representan eventos anteriores al Big Bang hacia el fin del último eón.
"Se suponía que la teoría inflacionaria había resuelto todas estas irregularidades" expresa el profesor Penrose.
"¿Cómo se puede súbitamente tener algo que produce estas enormes explosiones justo antes de que se apague la inflación? Desde mi punto de vista eso es algo muy difícil de entender".
Shaun Cole, del grupo de cosmología computacional de la Universidad de Durham, Inglaterra, afirma que la investigación es "admirable".
"Es una teoría revolucionaria y ahora parece haber datos que la apoyan" dijo el científico a la BBC.
"En el modelo estándar del Big Bang no hay nada cíclico, tiene un comienzo y no tiene un fin".
"La pregunta filosófica que es pertinente plantear es ¿qué ocurrió antes del Big Bang?, y lo que intenta esta teoría es eliminar la respuesta de 'no hubo nada antes' y convertirlo en un evento cíclico".
El profesor Cole expresa, sin embargo, que le sorprendió que la variación estadística en los datos de la radiación de microondas es la rúbrica más obvia de lo que puede convertirse en una idea revolucionaria.
"No es claro en su teoría si contaban con un modelo completo de fluctuaciones, pero ¿es eso lo único que debería estar ocurriendo?".
"Hay otras cosas que podrían haber ocurrido en la última parte del último eón. ¿Por qué no muestran indicios mayores?" pregunta el científico.
Ambos profesores, Penrose y Cole, afirman que la idea debe conducir a más investigaciones de este tipo, en particular con los datos que pronto estarán disponibles con el telescopio Planck, diseñado para estudiar la radiación del fondo cósmico con una precisión sin precedentes.
lunes, 29 de noviembre de 2010
CONDENSADO DE BOSE-EINSTEIN (QUINTO ESTADO DE LA MATERIA)
En la década de 1920, Satyendra Nath Bose y Albert Einstein publican conjuntamente un artículo científico acerca de los fotones de luz y sus propiedades. Bose describe ciertas reglas para determinar si dos fotones deberían considerarse idénticos o diferentes. Esta se llama la Estadística de Bose y Einstein aplica estas reglas a los átomos preguntándose cómo se comportarían los átomos de un gas si se les aplicasen estas reglas. Así descubre los efectos que vienen del hecho de que a muy bajas temperaturas la mayoría de los átomos están al mismo estado cuántico, que sería el menos energético posible. Imagínese una taza de té caliente, las partículas que contiene circulan por toda la taza. Sin embargo cuando se enfría y queda en reposo, las partículas tienden a ir en reposo hacia el fondo. Análogamente, las partículas a temperatura ambiente se encuentran a muchos niveles diferentes de energía. Sin embargo, a muy bajas temperaturas, una gran proporción de éstas alcanza a la vez el nivel más bajo de energía, el estado fundamental. Los BECs (por las siglas en inglés de Bose-Einstein Condensates) se forman cuando los átomos en un gas sufren la transición de comportarse como las "bolas de billar" de la física clásica, a comportarse como una onda gigante de materia. Un BEC es un grupo de unos cuantos millones de átomos que se unen para formar una sola onda de materia de aproximadamente un milímetro de diámetro. En 1995, con apoyo parcial de la NASA, Wolfang Ketterle creó BECs en su laboratorio, enfriando un gas hecho de átomos de sodio hasta una temperatura de unas cuantas milmillonésimas de grado arriba del cero absoluto ¡mil millones de veces más frío que el espacio interestelar! A tan bajas temperaturas los átomos se comportan más como ondas que como partículas. Unidos por rayos láser y trampas magnéticas, los átomos se superponen y forman una sola onda gigante de materia. No todos los átomos pueden formar condensados de Bose-Einstein "solamente aquellos que contienen un número par de neutrones más protones más electrones". Ketterle formó sus BECs a partir de átomos de sodio. Si sumamos el número de neutrones, protones y electrones en un átomo ordinario de sodio, la respuesta es 34, un número par adecuado para la condensación de Bose-Einstein. Los átomos o isótopos de átomos con sumas impares no pueden formar BECs. Extraño, pero cierto. Trabajando independientemente en 1995, Eric Cornell (Instituto Nacional de Estándares) y Carl Weiman (Universidad de Colorado) crearon también algunos BECs; los de ellos estaban compuestos por átomos de rubidio superenfriado. Cornell y Weiman compartieron el Premio Nobel de Física 2001 con Ketterle "por lograr la condensación de Bose-Einstein en gases diluidos de átomos alcalinos, y por los primeros estudios fundamentales de las propiedades de los condensados."
Los condensados de Bose-Einsteinno son como los sólidos, los líquidos y los gases sobre los que aprendimos en la escuela. En verdad, no hay palabras exactas para describirlos porque vienen de otro mundo: El mundo de la mecánica cuántica. En este mundo, la materia puede estar en dos lugares al mismo tiempo; los objetos se comportan a la vez como partículas y como ondas (una extraña dualidad descrita por la ecuación de onda de Schrödinger) y nada es seguro: el mundo cuántico funciona a base de probabilidades. Aunque las reglas cuánticas parecen ir en contra de la intuición, son la base de la realidad macroscópica que experimentamos día a día. Los condensados de Bose-Einstein son objetos curiosos que unen la brecha entre ambos mundos. Obedecen las leyes de lo pequeño aun cuando se acercan a lo grande. En un BEC, los átomos son bosones (nombre en honor al físico indio Satyendra Nath Bose), partículas elementales de la naturaleza que no cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein. Sólo las partículas bosónicas pueden tener este estado de agregación. A la agrupación de bosones en ese nivel se le llama condensado de Bose- Einstein. El Condensado Bose-Einstein, puede ser descrito como el estado donde los átomos tienen la menor carga posible de energía y el mayor orden, por el hecho de haber sido enfriados a temperaturas extremas, hasta el punto que los átomos se aglutinan en una masa densa (melaza óptica) que hace comportar a las partículas como un solo átomo único, que forma una identidad de grupo y actúan sincrónica y armónicamente con gran orden. Recientemente, haciendo pasar rayos de luz láser por un Condensado Bose-Einstein, un grupo de científicos de las Universidades de Cambrige, Harvard y Stanford, con los doctores Han y Harris a la cabeza, consiguieron reducir la velocidad de la luz que en condiciones normales se propaga a razón de 300 mil kilómetros por segundo a tan solo 61 kilómetros por hora (17 metros por segundo) Los fotones de luz al atravesar esa masa atómica tan especial, no se congelaron, pero quedaron casi inmóviles, La información que transportaba, quedó impresa en los átomos de sodio y de rubidio que conforman el medio del Condensado Bose-Einstein, mantenido a casi cero grado Kelvin. La luz almacenada fue reconstruida en gran proporción y el pulso regenerado trasmitió la información,segúninforman los investigadores de las bajas temperaturas. Actualmente, con la luz,son necesarios haces muy intensos con gran cantidad de energías para conseguir, por ejemplo, efectos ópticos en las telecomunicaciones. La luz retardada, gracias al frío extremo, ofrecerá una nueva clase de óptica, donde un pequeño número de fotones, conseguiría efecto similar al de haces luminosos muy potentes. En la computación del futuro, es posible que los simples fotones de luz, reemplacen los pulsos eléctricos de los electrones, los circuitos serán mucho menores, disiparán muy pequeñas fracciones de calor, lo que permitirá revolucionar el tamaño, la agilidad y rapidez del procesador. Gracias a las nuevas tecnologías se harán máquinas que funcionen con fotones en lugar de los ya citados electrones. Se harán nuevos tipos de láser,mucho más versátiles que los actuales, mejorarán notablemente los equipos de visión nocturna, las líneas telefónicas que utilizan fibras ópticas necesitarán muchas veces menos potencia que los actuales entre otros: las imágenes de televisión serán favorecidas por los haces de luz retardados por los átomos de elementos a muy baja temperatura en la Melazas Ópticas. Habrá mayor sensibilidad y resolución en la filmación de lugares poco iluminados. Muchos acontecimientos cósmicos y del tiempo cero del Bing Bang, que se siguen manifestando, podrán ser estudiados con mayor precisión y certeza. En una o dos décadas el mundo de la tecnología cambiará y sus logros, beneficiará a no dudar a la humanidad.
Los condensados de Bose-Einsteinno son como los sólidos, los líquidos y los gases sobre los que aprendimos en la escuela. En verdad, no hay palabras exactas para describirlos porque vienen de otro mundo: El mundo de la mecánica cuántica. En este mundo, la materia puede estar en dos lugares al mismo tiempo; los objetos se comportan a la vez como partículas y como ondas (una extraña dualidad descrita por la ecuación de onda de Schrödinger) y nada es seguro: el mundo cuántico funciona a base de probabilidades. Aunque las reglas cuánticas parecen ir en contra de la intuición, son la base de la realidad macroscópica que experimentamos día a día. Los condensados de Bose-Einstein son objetos curiosos que unen la brecha entre ambos mundos. Obedecen las leyes de lo pequeño aun cuando se acercan a lo grande. En un BEC, los átomos son bosones (nombre en honor al físico indio Satyendra Nath Bose), partículas elementales de la naturaleza que no cumplen el principio de exclusión de Pauli y siguen la estadística de Bose-Einstein. Sólo las partículas bosónicas pueden tener este estado de agregación. A la agrupación de bosones en ese nivel se le llama condensado de Bose- Einstein. El Condensado Bose-Einstein, puede ser descrito como el estado donde los átomos tienen la menor carga posible de energía y el mayor orden, por el hecho de haber sido enfriados a temperaturas extremas, hasta el punto que los átomos se aglutinan en una masa densa (melaza óptica) que hace comportar a las partículas como un solo átomo único, que forma una identidad de grupo y actúan sincrónica y armónicamente con gran orden. Recientemente, haciendo pasar rayos de luz láser por un Condensado Bose-Einstein, un grupo de científicos de las Universidades de Cambrige, Harvard y Stanford, con los doctores Han y Harris a la cabeza, consiguieron reducir la velocidad de la luz que en condiciones normales se propaga a razón de 300 mil kilómetros por segundo a tan solo 61 kilómetros por hora (17 metros por segundo) Los fotones de luz al atravesar esa masa atómica tan especial, no se congelaron, pero quedaron casi inmóviles, La información que transportaba, quedó impresa en los átomos de sodio y de rubidio que conforman el medio del Condensado Bose-Einstein, mantenido a casi cero grado Kelvin. La luz almacenada fue reconstruida en gran proporción y el pulso regenerado trasmitió la información,segúninforman los investigadores de las bajas temperaturas. Actualmente, con la luz,son necesarios haces muy intensos con gran cantidad de energías para conseguir, por ejemplo, efectos ópticos en las telecomunicaciones. La luz retardada, gracias al frío extremo, ofrecerá una nueva clase de óptica, donde un pequeño número de fotones, conseguiría efecto similar al de haces luminosos muy potentes. En la computación del futuro, es posible que los simples fotones de luz, reemplacen los pulsos eléctricos de los electrones, los circuitos serán mucho menores, disiparán muy pequeñas fracciones de calor, lo que permitirá revolucionar el tamaño, la agilidad y rapidez del procesador. Gracias a las nuevas tecnologías se harán máquinas que funcionen con fotones en lugar de los ya citados electrones. Se harán nuevos tipos de láser,mucho más versátiles que los actuales, mejorarán notablemente los equipos de visión nocturna, las líneas telefónicas que utilizan fibras ópticas necesitarán muchas veces menos potencia que los actuales entre otros: las imágenes de televisión serán favorecidas por los haces de luz retardados por los átomos de elementos a muy baja temperatura en la Melazas Ópticas. Habrá mayor sensibilidad y resolución en la filmación de lugares poco iluminados. Muchos acontecimientos cósmicos y del tiempo cero del Bing Bang, que se siguen manifestando, podrán ser estudiados con mayor precisión y certeza. En una o dos décadas el mundo de la tecnología cambiará y sus logros, beneficiará a no dudar a la humanidad.
lunes, 10 de agosto de 2009
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