29 de junio de 2012

Océanos subterráneos

Parece ser que además de poseer un ciclo cerrado de metano, Titán -satélite de Saturno- también posee un océano subterráneo de agua líquida al igual que Encélado -también en Saturno- y Europa, en Júpiter.

Esta posibilidad se ha establecido gracias a la información que nos está aportando la sonda Cassini en base a datos obtenidos durante seis vuelos sobre Titán desde 2006 hasta 2011.

Imagen en el infrarrojo de Titán obtenida por la misión Cassini-Huygens. Créditos: NASA/JPL/Space Science Institute.

La pista

Según el estudio publicado esta semana en la revista Science, la clave para detectar  este océano está en la superficie de Titán ya que se han observado ciertas deformaciones que se adaptan más a un modelo de interior líquido que a uno de interior sólido.

Hipotético corte transversal de Titán mostrando su franja líquida subterránea. Créditos: Science.

Luciano Less, investigador de la misión Cassini, afirma que "las medidas dejan pocas dudas acerca de la existencia de un océano interior". Pero tengo mis dudas cuando Less comenta que han descubierto "otro lugar en el que el agua es abundante", ya que es muy difícil saber que se trata de agua sin haber detectado ningún tipo de hidromagmatismo que establezca una relación directa entre el interior y el exterior de esta luna.

De todos modos, esta noticia se avanzó en noviembre de 2011 donde ya se especuló que bajo la superficie de Titán podría haber un gran océano. Ahora se ha dado un paso más para confirmar esta noticia.

Laboratorio prebiótico

Titán siempre ha sido considerado como un laboratorio de la Tierra primitiva, cuando en ella se empezaba a fraguar la vida. Por lo tanto, analizando Titán podemos intuir cómo era la Tierra por aquella época.

Obtuvimos las primeras imágenes detalladas de este laboratorio prebiótico gracias a la sonda Huygens de la Agencia Espacial Europea, que viajó hasta Titán a bordo de la Cassini. Ahora, la Cassini es la que nos está proporcionando valiosísimos datos acerca de esta luna del Sistema Solar.

Primera imagen obtenida de la superficie de Titán. Créditos: ESA/NASA/JPL/University of Arizona.

Gracias a esta imagen se pudo ver que las rocas de la superficie de Titán habían sido erosionadas por un agente líquido, primera prueba que hubo de elementos líquidos sobre este satélite.

Un mundo de metano

En Titán se dan las condiciones para que el metano en superficie lo podamos encontrar en tres estados: líquido, en forma de océanos; gaseoso, en forma de atmósfera; sólido en forma de bloques de hielo.

Si no estuviera tan lejos, estos lagos de hidrocarburo que pueblan Titán serían el paraíso de las petrolíferas: conseguirían crudo sin necesidad de perforar. Seguro que la gasolina estaría más barata...

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26 de junio de 2012

Acorralado

Tras varios intentos por hallar el bosón de Higgs -también conocido como "partícula Dios"- parece que ahora por fin han dado en el clavo y ya ha sido descubierto, o al menos eso es lo que especula la mayor parte de la comunidad científica.

Finalmente, el próximo 4 de julio saldremos de dudas ya que se dará una rueda de prensa a las 09:00 (hora peninsular española) en el CERN para posteriormente en un congreso internacional que se celebrará en Melbourne (Australia) se mostrará el análisis detallado de los últimos resultados obtenidos en los experimentos ATLAS y CMS. Rolf Heuer, director general del CERN, señala que ya hay "datos suficientes para confirmar si existe o no".

Simulación de cómo deberían ser las trazas del bosón de Higgs. Créditos: L. Taylor / CMS.

El campo de Higgs

Hablar del bosón de Higgs es hablar de masa. Pero un bosón de Higgs no proporciona la masa a la materia, sino el conjunto de todos ellos en un espacio determinado. Es lo que se denomina campo de Higgs.

El "sombrero mexicano" que representa de forma esquemática el campo de Higgs.

El campo de Higgs no es uniforme. Allí donde este campo es más intenso es donde tendremos partículas con más masa. Para hacerlo más visual, utilizaremos un símil:

Imaginemos que llevamos un traje de velcro y que somos partículas elementales. Los bosones de Higgs vendrían representados por trozos de material flotando en el ambiente susceptibles de ser atrapados por el velcro. El conjunto de todos los materiales flotantes formaría el campo de Higgs. Pues bien, cuanto más bosones atrapemos con nuestro traje, más intensidad tendrá el campo de Higgs y, por lo tanto, más masa tendremos.

La búsqueda

Encontrar el bosón de Higgs no es tarea fácil. A la vista está. Esa "H" en la interminable expresión que define el modelo estándar es lo único que queda por descubrir. Además hay que tener en cuenta que la vida de un bosón de Higgs es extremadamente corta:

0,000000000000000000000001s

Como comprenderéis, esta corta vida es otro factor que se suma a las dificultades para encontrarlo. Pero los cálculos teóricos predicen cómo es su desintegración y eso es lo que se busca en el LHC del CERN en Ginebra (Suiza).

Representación del LHC y la ubicación de los distintos experimentos.

Lo que parece claro es que el Higgs se encuentra en una energía situada en torno a 125 GeV, pero Heuer no se quiere pillar los dedos en sus declaraciones: "se necesita tiempo para saber si es el Higgs (...) o si se trata de una forma más exótica de esta partícula".

¿Contradicciones?

Realmente, las declaraciones de Heuer son un poco confusas a mi modo de ver. En la misma rueda de prensa dijo que "hallar el bosón de Higgs es una posibilidad real", sin embargo, también pidió "más paciencia" a la comunidad científica. Esto se puede interpretar de muchas formas. ¿Pide paciencia porque todavía no van a anunciar su descubrimiento? ¿Dice que hallarlo es una posibilidad real porque ya lo han encontrado?

El 4 de julio saldremos de dudas, aunque bajo mi punto de vista, escuchando a Heuer lo primero que me viene a la cabeza es que han encontrado algo que no les encaja con las predicciones teóricas.

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20 de junio de 2012

Dos puntos de vista

¿Cuál es la misión de la divulgación científica? Dependiendo de a quién le preguntes habrá una respuesta u otra, pero todas irán encaminadas a la siguiente definición:

"Hacer que la ciencia sea asequible al no-experto usando un lenguaje entendible y alejado de tecnicismos".

El Universo está regido por leyes físicas. Unas las comprendemos, otras todavía no. Las leyes que conocemos explican con bastante exactitud la mayor parte de los fenómenos mediante principios, leyes y teorías. Pero cuando hacemos divulgación, esos principios, leyes y teorías deben transformarse en una frase, no demasiado larga, que sin fórmulas complejas defina el fenómeno que queremos explicar.

Pondré dos ejemplos: las lentes gravitatorias y la velocidad de traslación planetaria.

Lentes gravitatorias

"Una lente gravitatoria es un fenómeno que predijo la teoría de la relatividad general de Albert Einstein. Cuando la luz emitida por un cuerpo, por ejemplo, una galaxia, pasa próxima a un cuerpo de gran masa, por ejemplo, un cúmulo galáctico, la luz se distorsiona formando trazas lenticulares."
Lente gravitacional en la Galaxia racimo Abell 2218. Créditos: NASA / A. Fruchter / STScI.

Lo que acabo de decir es válido, pero está a caballo entre la divulgación y el tecnicismo científico.

Por otro lado, si digo:

"Cuando la luz emitida por un cuerpo se encuentra con un objeto de gran masa, su luz se distorsiona formando arcos."
Lente gravitatoria esquematizada. Créditos: NASA.

¿Es correcto? Totalmente. ¿Podríamos ampliar la información? Por supuesto, ya que podríamos incluir las ecuaciones y teorías que explican cómo actúan estas lentes gravitatorias. Pero entonces dejaríamos de hablar de divulgación científica.

Velocidad de traslación en planetas

"Los planetas más cercanos a una estrella giran con una velocidad de traslación mayor para contrarrestar la atracción gravitatoria de ésta. A partir de las leyes de Newton, Johannes Kepler calculó los parámetros que rigen estos movimientos. Pero con la Física Relativista también se puede demostrar que esto es así debido a la curvatura del espacio-tiempo provocada por las grandes masas de la estrella y el planeta."
Explicación esquemática de la segunda ley de Kepler.

Por otro lado, si digo:

"Imaginemos una lámina elástica donde dejamos caer un balón de baloncesto: la lámina se curvará debido a la masa del balón. Del mismo modo, imaginemos ahora que, cerca del balón de baloncesto dejamos caer una pelota de tenis: la lámina también se deformará y, si el balón y la pelota están lo suficientemente cerca, la pelota se precipitará hasta el balón porque éste ha distorsionado en mayor medida la lámina.

¿Cómo podemos evitar que la pelota de tenis caiga? Haciéndola girar a una velocidad tal que sea capaz de vencer la deformación provocada por la pelota de baloncesto. Cuando alcancemos la velocidad adecuada, la pelota de tenis girará en torno a la pelota de baloncesto.

Si la lámina fuese el espacio-tiempo, el balón de baloncesto una estrella y la pelota de tenis un planeta, estamos explicando por qué un planeta gira alrededor de una estrella a una velocidad determinada, siendo ésta menor cuanto más lejos está de la estrella porque la deformación espacio-temporal que produce es menor, o lo que es lo mismo, la intensidad del campo gravitatorio es menor".
Esquema de cómo la fuerza de gravedad del Sol afecta a la Tierra. Créditos: WGBH Boston.

Hemos visto dos casos: uno consistente en simplificar una explicación y otro usando una comparación para hacer más asequible un concepto.

Por supuesto, podemos profundizar más en las explicaciones. Podríamos usar ecuaciones y mostrar resultados numéricos, pero entonces no llegaríamos al conjunto de personas al que pretendemos llegar usando la divulgación

Hay una frase que unas veces viene atribuida a Einstein y otras a Feynmann que dice "No entiendes realmente algo a menos que seas capaz de explicárselo a tu abuela".

Pues bien, cuando consigues explicarle a tu abuela cómo funciona una lente gravitatoria o por qué un planeta se traslada a una velocidad determinada, estarás haciendo divulgación, salvo que tu abuela tenga un doctorado en Astrofísica :)

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11 de junio de 2012

Astronomía diurna

Mucha gente piensa que la Astronomía sólo se hace de noche, pero no. También se puede hacer durante el día. De hecho el último gran evento astronómico visible durante el día fue el paso del planeta Venus por delante del disco solar, lo que en Astronomía se conoce como tránsito de Venus.

Este fenómeno astronómico es conocido desde las primeras observaciones solares. De hecho, el primer tránsito de Venus del que se tienen datos data de 1639. Desde entonces hemos podido ver cruzar al planeta vecino en 6 ocasiones, de lo cual se deduce que es un hecho poco frecuente.

¿Por qué ocurre?

El tránsito ocurre cuando Venus se sitúa en conjunción con el Sol, esto es, en alineación Sol-Venus-Tierra. Pero además de esta conjunción, el planeta debe situarse cercano a uno de sus nodos, es decir, donde el plano orbital de Venus corta el plano orbital terrestre. De esta forma, la alineación es perfecta (tratando al Sol como una esfera y no como un objeto puntual).

Esquemas orbitales de la Tierra y Venus.

Un patrón aproximado de sucesión del tránsito de Venus puede conseguirse con esta serie (en años):

105 - 8 - 121 - 8 

El próximo tránsito de Venus del que podremos disfrutar será en 2117.

Observación
La península Ibérica no era el mejor lugar para ver este último tránsito ya que tan sólo se podrían ver los últimos 45 minutos desde el nordeste de España. Así que Luis Cuesta y Alberto Martos -dos compañeros de trabajo- nos fuimos a la aventura a la localidad de Colera, en la provincia de Girona. Y fuimos a la aventura literalmente: sin alojamiento reservado. Al llegar allí, brújula en mano, buscamos un hotel cuya terraza nos ofreciese una vista de la salida del Sol en el mar el día 6 de junio, día del tránsito.

Y encontramos ese hotel: La Gambina. Y digo el nombre porque tanto el trato como las facilidades que nos ofrecieron son dignas de mención.

Salida de sol desde la terraza de la habitación del hotel "La Gambina" el día anterior al tránsito. Créditos: A. Pérez Verde.

Fueron dos días de dormir realmente poco, ya que la salida del sol el día del tránsito era a las 6:10 de la mañana, y el día anterior había que hacer las pruebas de tiempos de exposición de las cámaras, así que nos tuvimos que levantar los dos días a las 5:30 con el inconveniente de acostarnos tarde para dejar los equipos preparados. Luego sí, teníamos prácticamente todo el día para disfrutar tanto de playa como de montaña.

El amanecer del tránsito mostraba unas nubes en el horizonte, por lo que no pudimos ver el tránsito desde justo el amanecer. Nos tuvimos que conformar con verlo una vez el Sol se levantó por completo durante unos 30 minutos aproximadamente. Pero aún así, fue espectacular.

Uno de los últimos momentos del tránsito de Venus. Créditos: A. Pérez Verde.

Conclusión

He tenido la suerte de presenciar los dos últimos tránsitos: el de 2004 lo viví desde Cuenca, en el Museo de las Ciencias de Castilla la Mancha. El último, en Colera (Girona). Además, allí en Colera me encontré con dos amigos de AstroCuenca: José María y Esteban.

Si no tienes demasiada afición por la Astronomía, te será difícil entender porqué hacemos 1600 Km para ver un puntito pasar por delante de Sol. Sin embargo, si realmente te gusta, sencillamente lo entenderás. Eso sí, para poder ver el siguiente en 2117 habrá que cuidarse mucho... 

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