El beso final de dos estrellas

En la Gran Nube de Magallanes y situado a unos 160.000 años luz de nosotros se encuentra un objeto muy particular. Se trata del sistema estelar doble VFTS 352, el vivero más activo de nuevas estrellas en el universo cercano. Nuevas observaciones del VLT (Very Large Telescope) de ESO han revelado que estamos ante uno de los objetos más extraños jamás encontrado.

Imagen 1: Representación artística del sistema binario VFTS 352. Créditos: ESO/L. Calçada.

Observado con el instrumento FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph) del VLT y como parte del sondeo VLT FLAMES de la Tarántula, se ha visto que el sistema está formado por dos estrellas muy calientes, brillantes y masivas que orbitan entre sí en poco más de un día brillando con una potente luz blancoazulada debido a las altas temperaturas a las que se encuentran, de unos 40.000º C. Además, las estrellas están tan juntas que sus superficies se superponen habiéndose formado un puente entre ellas.

Estrellas vampiro

Estas estrellas dobles tan particulares están relacionadas con el comportamiento extraños de las "estrellas vampiro", donde la compañera menor absorbe material de la superficie de la más grande, tal y como se puede ver en el artículo "Binary Interaction Dominates the Evolution of Massive Stars" (H. Sana et al, 2012, Sci 337, 444-446). Pero el caso de VFTS 352 es muy particular, ya que el tamaño de las dos estrellas es prácticamente idéntico por lo que el material no es atraído de una estrella a otra, sino que lo comparten.

Este tipo de sistema es muy raro porque la etapa en la que se encuentra VFTS 352 es de una duración extremadamente corta. “VFTS 352 es el mejor de los casos encontrados hasta ahora de estrella doble masiva y caliente que presenta este tipo de mezcla interna”, explica Leonardo A. Almeida, de la Universidad de Sao Paulo (Brasil) y autor principal del artículo que expone esta investigación.

Imagen 2: Región de formación estelar de La Tarántula. Allí se encuentra el sistema estelar doble VFTS 352, marcado con una cruz hacia el centro de la imagen. Créditos: ESO/M.R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey.

Los dos escenarios

Los científicos todavía no saben como acabará este "beso" de las estrellas que componen VFTS 352, pero han barajado dos posibles escenarios:

1) Las estrellas terminarán fusionándose en una estrella gigante magnética de rotación rápida.

2) Si las estrellas se mezclan lo suficientemente bien, ambas permanecerán compactas y el sistema podrá evitar la fusión.

En el caso de que esta historia se desarrolle según el escenario 2, llevaría a los objetos por un nuevo camino evolutivo que estaría fuera de la evolución estelar clásica. Terminarían sus vidas como dos explosiones de supernova simultáneas formando un sistema binario de agujeros negros que proporcionarían una intensa fuente de las ondas gravitacionales predichas por la teoria general de la relatividad de Albert Einstein.

Independientemente de cómo termine esta historia, el sistema ya ha proporcionado a los astrónomos nueva y valiosa información sobre los poco conocidos procesos evolutivos de los sistemas de estrellas binarias de contacto masivas.

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El artículo asociado a esta investigación se ha publicado en la revista Astrophysical Journal bajo el título “Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing”, por L. Almeida et al.

El equipo está formado por L.A. Almeida (Johns Hopkins University, Estados Unidos; Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas/Universidade de São Paulo, Brasil), H. Sana (STScI, Estados Unidos; KU Leuven, Bélgica), S.E. de Mink (University of Amsterdam, Países Bajos), F. Tramper (University of Amsterdam, Paises Bajos), I. Soszynski (Warsaw University Observatory, Polonia), N. Langer (Universität Bonn, Alemania), R.H. Barba (Universidad de La Serena, Chile), M. Cantiello (University of California, Estados Unidos), A. Damineli (Universidade de São Paulo, Brasil), A. de Koter (University of Amsterdam, Países Bajos; Universiteit Leuven, Bélgica), M. Garcia (Centro de Astrobiología/INTA-CSIC, España), G. Gräfener (Armagh Observatory, Reino Unido), A. Herrero (Instituto de Astrofísica de Canarias, España; Universidad de La Laguna, España), I. Howarth (University College London, Reino Unido), J. Maíz Apellaniz (Centro de Astrobiología/INTA-CSIC, España), C. Norman (Johns Hopkins University, Estados Unidos), O.H. Ramírez-Agudelo (University of Amsterdam, Países Bajos ) y J.S. Vink (Armagh Observatory, Reino Unido).

Artículo científico:

- Discovery of the massive overcontact binary VFTS 352: Evidence for enhanced internal mixing

La imagen 2 es una composición en luz visible e infrarroja captada por el instrumento WFI (Wide Field Imager) del telescopio MPG/ESO de 2,2 metros y por el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) en los siguientes filtros:

- Filtro óptico en banda V (WFI)

- Filtro infrarrojo en banda V (VISTA)

- Filtro óptico en banda R (WFI)

- Filtro infrarrojo en banda J (VISTA)

- Filtro infrarrojo en banda K (VISTA)

Referencias:

- El beso final de dos estrellas: directo a la catástrofe 

- Final Kiss of Two Stars Heading for Catastrophe 

- Binary Interaction Dominates the Evolution of Massive Stars (H. Sana et al, 2012, Sci 337, 444-446)

Agradecimientos:

- Cambridge Astronomical Survey Unit 

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El Higgs ya está aquí

En primer lugar, os adelanto que en este post podréis leer si la partícula que encajaría con el modelo del bosón de Higgs se ha descubierto o no y en qué condiciones, aunque por el título del post ya podéis intuir algo. El que no pueda esperar, puede irse al último apartado titulado "El descubrimiento" y allí lo podréis leer. Para los más pacientes, os iré recopilando lo que ha sucedido en estos últimos días, así que, podéis leer el post en el orden que queráis.

Los precedentes

Días antes de que el CERN ofreciese noticias concluyentes sobre el bosón de Higgs, mucho se especuló en torno a filtraciones. Pero antes de nada me gustaría poneros en situación.

El bosón de Higgs se predijo hace casi 50 años. Según el modelo estándar es una partícula que mediante su campo dota de masa a la materia y es el eslabón perdido entre la fuerza nuclear débil y la electromagnética para tener así una única "interacción electrodébil".

Peter Higgs junto a las ecuaciones que predicen la existencia del bosón que lleva su nombre.

Un inciso: el GeV o gigaelectronvoltio 

En algunos post anteriores he nombrado en varias ocaciones al GeV o gigaelectronvoltio. ¿Qué es esto? Ni más ni menos que una medida de energía:

1eV = 1.6021 × 10^-19 J

Por lo tanto, un GeV son 1,6021 × 10^-10 J y si sustituimos este valor de energía en la famosa ecuación y despejamos la masa obtenemos:

E = mc² --> m = E / c²

Y estaríamos hablando de una masa de:

m = 1.6021 × 10^-10 / (2.9979 × 10⁸)² = 1.7825 × 10^-27 Kg

Masa de 125 GeV

Parece ser que la filtración (o una de las filtraciones) de la que echaron mano diferentes medios se centró en una supuesta señal de desintegración de una partícula consistente con el modelo teórico del Higgs. Esta desintegración tuvo lugar en dos fotones de alta energía, esto es, una de las formas más limpias que se tiene para detectar al bosón entre los cientos de miles de millones de colisiones registradas en el LHC del CERN.

Y todo esto parece que sucedió a una masa de 125 GeV, tal y como se especuló el año pasado. Según las ecuaciones de arriba ese valor de energía correspondería a una masa de:

m = 2.2281 × 10^-25 Kg 

o lo que es lo mismo, 133.2177 veces la masa del protón.

El problema es que los experimentos ATLAS Y CMS obtuvieron este valor de masa con una precisión entre 4.5 y 5 sigmas y los científicos de los diferentes experimentos mantenían que no anunciarán el hallazgo del Higgs hasta que su precisión no superase el 5 sigma, esto es, una probabilidad menor de 0.00006% de error y este valor es el mínimo para que un descubrimiento pueda ser tratado como tal.

Representación del LHC y la localización de los experimentos CMS y ATLAS.

Desde el Tevatrón (Laboratorio Fermilab en EE.UU.) también se hicieron investigaciones para capturar la escurridiza partícula y, a pesar de que cerró en 2011, todavía se analizan los datos. Según este laboratorio el Higgs se encontraría entre las masas de 115 y 135 GeV con una certeza de 2.9 sigma.

La opinión de los investigadores

Martinus Veltman, premio Nobel de Física en 1999 por su trabajo en el modelo estándar afirmó que "hay algo, hay una resonancia. Ahora tenemos que averiguar si cumple todas las propiedades que se supone que tiene el bosón de Higgs".

Carmen García, investigadora del experimento ATLAS, que no pudo hablar del descubrimiento hasta el día de hoy, afirmó unos días antes que “su descubrimiento supondría una mejor comprensión del universo (...) Sería el comienzo de una nueva fase en la física de partículas”.

Teresa Rodrigo, investigadora del experimento CMS, al igual que su compañera no pudo hablar de los resultados pero comentó que “si hay excesos de datos en una región de masa dada la estadística actual será insuficiente para concluir firmemente que este exceso de deba sin lugar a dudas a su existencia".

Martinus Veltman, ganador del Premio Nobel de Física en 1999 junto a Gerardus 't Hooft por elucidar la estructura cuántica de la interacción electrodébil en física.

Las "filtraciones"

     - El comunicado del CSIC

El 2 de julio, Emilio Lora Tamayo, director del CSIC envió un comunicado para hacernos partícipes de "la inminente noticia que se anuncia para esta semana en relación al descubrimiento de la evidencia experimental del bosón de Higgs".

Según este comunicado la evidencia de la existencia del Higgs se produciría "con masa 125 GeV". Este afinamiento en los resultados se debe a todos los resultados obtenidos en 2012 que han sido muy superiores a los tomados en 2011, por lo tanto la precisión con la que se ofrecería la evidencia sería mucho mayor. Para Lora Tamayo, "estamos ante un momento histórico de la ciencia" si el hallazgo se llegase a confirmar.

     - Revista Nature

Según la prestigiosa revista Nature, se presentaría la evidencia de una partícula nueva, pero serán necesarios más datos para confirmar que sea el bosón de Higgs. Un científico del CERN que quiso permanecer en el anonimato comentó que "sin lugar a dudas tenemos un descubrimiento".

Mi apuesta

En el post que titulé "acorralado", del pasado 26 de junio, me aventuré a hacer mi propia predicción en base una rueda de prensa que ofreció Rolf Heuer, director general del CERN:

"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."

El descubrimiento

"Hoy es un día especial porque vamos a actualizar los datos de ATLAS y CMS para buscar una partícula. Me he olvidado del nombre de esta partícula", bromea Rolf Heuer al comienzo de su discurso en la sala de conferencias del CERN.

     - Turno de Incandela (CMS)

Tras la introducción de Heuer, Joe Incandela, portavoz del CMS comienza su discurso. Se muestra nervioso y lo reconoce. En sus transparencias presenta todas las partículas del modelo estándar conocidas para después mostrar los supuestos modos de desintegración del Higgs.

Incandela explica cómo funciona el experimento CMS y algunos resultados de 2011 sobre la búsqueda de este bosón. Estos resultados que se muestran como buenas noticias para confirmar el Higgs ya que los datos encajan con gran exactitud en el modelo teórico.

Esquema del experimento CMS. Créditos: CMS / CERN.

Finalmente, mostró unos resultados de dos canales con una fiabilidad entre 4.7 y 5.0 sigma a una masa de 125.5 GeV. Aplausos en la sala al oir la noticia. Ahora Incandela habla de los otros canales, esperemos que la sigma no decaiga.

La combinación de todos los canales (no es tarea fácil, según los expertos), ofrece una precisión de 4.9 sigma, dando la localización de una nueva partícula en una masa de 125.3 +/- 0.6 GeV.

"Se trata de un resultado todavía preliminar, pero creemos que es muy fuerte y muy sólido", afirmaba Incandela.

     - Turno de Fabiola Gianotti (ATLAS)

Turno de Fabiola Gianotti, portavoz del ATLAS. Gianotti alaba el perfecto funcionamiento tanto del LHC como del ATLAS y uestra resultados de varias colisiones, pero sin entrar en detalles.
Los canales de desintegración utilizados para encontrar el bosón de Higgs son introducidos por Gianotti para a continuación presentar los datos, aunque como en el caso anterior, comienza por los datos de años anteriores. Gianotti adelanta que el análisis se ha mejorado y se ha aplicado a los datos de 2012.

Esquema del experimiento ATLAS. Créditos: ATLAS / CERN.

De momento en el canal fotón-fotón Gianotti muestra resultados con un 4.5 sigma en 126 GeV. Los resultados que muestra son muy esperanzadores y parecen ser compatibles con los del CMS. Mientras tanto, a Gianotti le entra una risa nerviosa para dar paso a las últimas diapositivas de su presentación.

"¿Sólo me quedan 7 minutos?" Exclama Gianotti mientras le comunican que tiene que ir terminando. A la vista está que todavía tiene mucho que contar. Pasa a hablar de la combinación de los distintos canales y ofrece la gran noticia: Han encontrado una nueva partícula entorno a una masa de 126.5 GeV  con una precisión de 5.0 sigma.

"Observamos en nuestros datos claros signos de una nueva partícula con un nivel de confianza estadística de 5 sigma (99.9994%) entorno a 126.5 GeV", concluyó Gianotti.

Resumiendo

Una partícula ha sido descubierta. Por parte del CMS ha sido a una masa de 125.3 +/- 0.6 GeV a 4.9 sigma. ATLAS la ha descubierto a una masa entorno a 126.5 GeV con 5.0 sigma de evidencia local. Y esta nueva partícula descubierta por los dos experimentos es consistente con la teoría del bosón de Higgs.

"Lo tenemos. Es un hito histórico pero es sólo el principio", dice Heuer mientras la sala se llena de aplausos y gritos.

Un Peter Higgs, visiblemente emocionado incapaz de contener las lágrimas, pone el punto final a esta conferencia. "Es lo más increíble que me ha pasado en la vida", dijo.

Peter Higgs emocionado en los momentos finales de la conferencia.

Ahora la misión es recabar más datos para que esta nueva partícula consistente con la teoría del bosón de Higgs pueda confirmarse al 100%.

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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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Un buen día

Imagen original tomada en el 74 cumpleaños de Albert
Einstein. Créditos: Arthur Sasse.

Todos los días pueden ser un buen día, pero hoy en concreto, 14 de marzo, hay muchas cosas que celebrar por diversos motivos:

Irracionales

Están de enhorabuena los irracionales porque hoy es 14-3, o como lo escriben en el mundo anglosajón: 3-14. Y eso de 3-14 siempre suena a irracional, por eso, hoy se celebra el día del número pi.

Marcianos

Otro colectivo que está de enhorabuena es el del mundo marciano porque hoy es el aniversario del nacimiento de Giovanni Schiaparelli. Este astrónomo italiano nacido en 1835 dedicó gran parte de su vida profesional a estudiar el planeta Marte. Cuando en 1877 el planeta rojo estuvo en oposición, Schiaparelli lo observó, y pudo apreciar la zona de Tharsis y Valles Marineris:

Sembrano essere i canali distributori, per cui le masse liquide ritomano alle loro sedi naturali. (...) Una rete di numerosi canali, forse costituiscono il meccanismo principale (se non unico), pero cui l'acqua (e con essa la vita organica) può diffondersi sulla superficie asciutta del pianeta.


Los canales parecen estar distribuidos de tal forma que las masas líquidas regresar a sus lugares naturales. (...) Una red de varios canales constituyen el mecanismo principal (aunque no el único), para lo cual puede ser el agua (y con ella la vida orgánica) se extendió sobre la superficie seca del planeta.


Giovanni Schiaparelli (La vita sul pianeta Marte, 1893)

Una mala traducción en el mundo anglosajón de la palabra canali -canals en lugar de channels- infundó que los lectores interpretaran estos canali como canales artificiales creados por una civilización marciana inteligente. Posteriormente, astrónomos como Percival Lowell intentaron demostrar que en Marte había vida inteligente.

La realidad es que a día de hoy, no hay evidencias de la existencia de vida en Marte, ni pasada ni presente.

Todo es relativo

Otro colectivo que está de celebración es el club de fans de Albert Einstein. Hoy es el aniversario de su nacimiento.

A los 26 años publicó su teoría de la relatividad especial, donde apareció por primera vez la ecuación más famosa de la historia:

E=mc²

Pasados diez años, publicó la teoría de la relatividad general donde modificó el concepto de gravedad. Una de las consecuencias más famosas que se dedujeron de esta teoría es que la luz se ve afectada por la fuerza gravitatoria.

Y en 1921, con 42 años, recibió el premio Nobel de Física, no por sus teorías de la relatividad, sino por la interpretación del efecto fotoeléctrico, descubierto y descrito por Heinrich Hertz. Cuenta la rumorología que la persona encargada de evaluar la teoría de la relatividad para concederle a Einstein el premio, no la comprendió, por lo que decidieron dárselo por otro motivo.

Con la mente en el espacio

Y por último, hoy están de celebración los astronautas. Dudo que haya otro día donde 3 astronautas celebren el aniversario de su nacimiento. Ellos son:

Frank Borman (1928-...), comandante del Apolo 8, la primera misión que circunavegó alrededor de la Luna. También participó en la misión Gemini 7.

Eugene A. Cernan (1934-...), tripulante del Gemini 9A y Apolo 10, y comandante del Apolo 17. Ha viajado 2 veces a la Luna y, de momento, ha sido el último hombre en pisar nuestro satélite.

Pedro Duque (1963-...), nuestro compatriota español, astronauta que ha participado en las misiones STS-95, Soyuz TMA-3 y Soyuz TMA-2.

Por lo tanto, hoy 14 de marzo, puede ser un buen día.

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Neutrino no es un insulto

El neutrino se desplaza mucho más rápido que cualquiera de los
personajes de "The Big Bang Theory" disfrazados de Flash.
Créditos: CBS

Muchas secciones de ciencia de los diarios de hoy tienen dos noticias principales: una es el satélite que, supuestamente, se estrellará contra la Tierra; la otra, son los neutrinos que han superado la velocidad de la luz.

La primera de ellas no me despierta especial atención, ya que con toda seguridad será una caída -en el caso de que llegue algún fragmento al suelo- sin consecuencias para cualquier ser humano, y me aventuro, ni para ningún ser vivo.

La segunda de las noticias, hay que tomársela con cautela; para emitir un comunicado tan rotundo haciendo temblar los pilares de la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein hay que saber muy bien de lo que se está hablando, ya que de confirmarse, podríamos estar hablando de una revolución en la Física que cambiaría la concepción de la Física moderna, incluida la famosa ecuación E=mc².

Historia del neutrino

Neutrino. Esa palabra que podría parecer un insulto, no lo es en absoluto. Un neutrino es una partícula subatómica con masa -extramadamente pequeña- y sin carga eléctrica, por lo que no se ve afectado por la fuerza electromagnética. Tampoco por la fuerza nuclear fuerte, pero sí por la nuclear débil y la gravitatoria.

Su existencia fue propuesta en 1930 por Wolfgang Pauli de manera teórica para compensar determinados aspectos de la desintegración de los neutrones. Pero no fue hasta 1956 cuando Clyde Cowan y Frederick Reines demostraron su existencia de forma experimental. Más tarde, en 1987, Leon Max Lederman, Melvin Schwartz y Jack Steinberger descubrieron dos tipos más de neutrinos, conformando así los 3 tipos que se conocen actualmente: electrónicos, muónicos y tauónicos, junto con sus respectivas antipartículas.

El neutrino superlumínico

Al igual que un avión supersónico es aquel que viaja a más velocidad que el sonido, un neutrino superlumínico sería aquel que viaja a más velocidad que la luz. Pero entramos en conflicto, ya que Einstein postuló que la velocidad de la luz no se podía superar. Y antes de contradecir a Einstein hay que estar muy seguros de nuestras aseveraciones.

Todo el revuelo se ha creado a raíz de un experimento por parte del CERN donde lanzaron un haz de neutrinos a través de un recorrido que la luz cubriría en 2.4 milisegundos. Pues bien, los neutrinos llegaron 60 nanosegundos antes de lo que hubiese llegado la luz. El director de este equipo, Dario Autiero, se mostro tan sorprendido como el que más. Ahora se ha creado el debate porque los instrumentos tienen una precisión más que contrastada, pero superar la velocidad de la luz son palabras mayores.

"Estas mediciones presentan escasas dudas y una estadística tal que concedemos una gran confianza a nuestros resultados", dijo Autiero. Según los resultados obtenidos, los neutrinos "llegan con una ventaja pequeña, pero significativa, con relación al tiempo que la luz hubiera necesitado para cubrir el mismo recorrido en el vacío".

Ante la sorpresa del resultado, el CERN ha dicho que "nada es oficial ni concluyente". Pero para mí, y supongo que para muchos de vosotros, la espectación es máxima ya que de superar la velocidad de la luz estaríamos hablando de una nueva Física. Bien podría llamarse Física superlumínica.

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Sobre las teorías descabelladas

Imagen artística del Gravity Probe B orbitando la Tierra
mientras ésta deforma el espacio-tiempo. Créditos: NASA

El Cantar de mio Cid narra las aventuras de Rodrigo Díaz de Vivar, el Cid Campeador. Una de las leyendas que menciona este cantar de gesta es que incluso después de muerto ganó una batalla. Y os preguntaréis, ¿y esto tiene que ver algo con la Ciencia? En cierto modo, sí. Después lo veremos.

Para establecer la relación de Rodrigo Díaz de Vivar, debemos de empezar a hablar del satélite Gravity Probe B (GP-B) desarrollado por la NASA y la universidad de Stanford; fue lanzado el 20 de abril de 2004 con el fin de medir el teorizado efecto geodético, la curvatura gravitatoria del espacio-tiempo alrededor de un cuerpo y el arrastre del espacio-tiempo cuando un objeto está en rotación.

Para ello el satélite GP-B apuntó a la estrella IM Pegasi mientras orbitaba nuestro planeta. Si la gravedad no afectase al espacio-tiempo, los giróscopos del GP-B apuntarían en la misma dirección mientras estuviese en órbita. ¿Qué ocurrió? Los giróscopos experimentaron cambios diminutos -pero medibles- en la dirección de giro debido al arrastre gravitatorio de la Tierra, confirmando así una de las teorías de Albert Einstein. Estos resultados pueden verse en la revista Physical Review Letters.

En una nota de prensa de la agencia espacial estadounidense, Francis Everitt, investigador principal del Gravity Probe B, utiliza un símil bastante visual para explicar el efecto de arrastre de la gravedad: "Imaginemos que la Tierra estuviese inmersa en miel. Conforme rota el planeta, la miel que hay a su alrededor giraría; lo mismo ocurre con el espacio-tiempo".

Y aquí está la relación entre el Cid Campeador y Einstein, ya que una vez fallecidos, siguen "venciendo batallas". En el caso del científico, se siguen demostrando sus teorías. Muchas veces he intentado imaginar qué se le pasaba por la cabeza a Einstein para desarrollar lo que muchos denominaron su "propio Universo". Lo que en principio parecían teorías descabelladas, poco a poco se están confirmando dándole la razón a este gran científico.

Esto ha pasado y pasará siempre en todos los campos. Recordemos que un tal Cristóbal Colón quiso viajar a las Indias partiendo hacia el Oeste: muchos lo trataron de loco porque la Tierra era plana...

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Einstein Vs. Barnett

Imagen de Albert Einstein tomada el día de
su 72º cumpleaños.

Tal vez Albert Einstein (1879-1955) sea el genio más famoso de la historia. Motivos no le faltan ya que ha contribuido notablemente en el campo de la Física. Cuando Albert Einstein contaba con la edad de 26 años, publicó una teoría que revolucionaría el mundo: hablamos de la Teoría de la Relatividad Especial. Pasado un tiempo, cuando Einstein tenía 36 años, publicó la Teoría de la Relatividad General.

En la Teoría de la Relatividad Especial, dio a conocer la fórmula más famosa del mundo. Una fórmula que revolucionó el mundo de la energía nuclear de fisión, y que en un futuro lo hará con la de fusión, pero que también revolucionó el mundo armamentístico, ya que esta fórmula es la madre de la bomba atómica:

 

donde "E" es la energía equivalente, "m" es la masa y "c" es la velocidad de la luz.

En la Teoría General de la Relatividad hizo una total redefinición al concepto de campo gravitatorio, llegando a conclusiones tan sorprendentes como por ejemplo que la luz se curva ante grandes concentraciones de materia. Si Einstein hubiese vivido en la Edad Media, el fuego de la hoguera hubiera sido su destino. Por suerte, su nacimiento fue posterior.

A modo de curiosidad, Albert Einstein recibió el Premio Nóbel de Físca en 1921, pero no fue por su Teoría de la Relatividad, sino por la interpretación del efecto fotoeléctrico. Dárselo por  una Teoría novedosa y todavía no demostrada era algo muy arriesgado, pero al contribuir de una manera muy notable en el mundo de la Cosmología, decidieron otorgárselo haciendo mención a un hallazgo que, en mi opinión, es mucho menos relevante.

Y, para seguir hablando de genios, recientemente han salido en prensa varias noticias relacionadas con Jacob Barnett, un niño estadounidense superdotado que con 12 años está trabajando con complejas ecuaciones para enmendar la Teoría de la Relatividad de Einstein. La Universidad de Indiana le ha ofrecido a Barnett un contrato de investigador a sueldo. Y no es para menos, ya que que desde los 8 años recibe clases de Astrofísica a nivel universitario.

Scott Tremaine, profesor del Institute for Advanced Study anima al chico a seguir trabajando; en un email enviado a la familia Barnett comenta que "la teoría en la que está trabajando trata con algunos de los problemas más difíciles en la Astrofísica y la Física Teórica. Quien lo resuelva estará en posición de ganar el Premio Nobel de Física".

La popularidad del chico surgió porque tenía dudas acerca de la veracidad de algunos aspectos de la Teoría de la Relatividad. ¿Qué hizo? Colgar en YouTube su nueva teoría. Ni que decir tiene que el vídeo está siendo un éxito.

Parece ser que estamos ante un nuevo genio de la Física. Si este chico consigue poner en jaque la Teoría de la Relatividad de Einstein, la Física dará un giro. De lo que no me cabe duda, es de que dentro de unos años hablaremos del "efecto Barnett", de la "ecuación de Barnett" o del "principio de Barnett". Mucha suerte para el chico.

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Mercurio, a tiro

Representación artísitca de la sonda Messenger
orbitando Mercurio. Créditos: NASA/JHU/Carnegie
Institute of Washington.

Se lanzó el 3 de agosto de 2004, pero antes de llegar a su destino dio unos rodeos por la Tierra y Venus. Finalmente, el pasado 18 de marzo y tras un viaje de 7900 millones de Km. entró en la órbita de su planeta de estudio: Mercurio. Hablamos, cómo no, de la sonda Messenger (MErcury Surface , Space ENvironment, GEochemistry and Ranging), nombrada así en honor a Mercurio, el mensajero de los dioses según la mitología romana.

A pesar de su relativa cercanía, Mercurio sólo lo hemos visitado una vez. Fue a través de la Mariner X durante los años 1974 y 1975, siendo de esa época las únicas imágenes que teníamos del planeta más cercano a nuestra estrella.

La sonda Messenger empezará a probar su instrumental científico hoy, 23 de marzo, pero no será hasta el 4 de abril cuando empiece a obtener sus primeros datos científicos que estarán centrados en realizar un detallado mapa de la superficie del planeta, estudiando además tanto su campo magnético como su mezquina atmósfera. Para realizar este trabajo, Messenger está provista de un sistema de imagen dual (IDM), altímetro láser (MLA), espectrómetro de composición de atmósfera y superficie (MASCS) y magnetómetro (MAG), entre otros.

Un dato curioso de este planeta es que la duración de su día (115 días terrestres) es más larga que la de su año (87 días terrestres). Antiguamente se pensaba que su rotación era síncrona mostrando siempre la misma cara a nuestra estrella, pero luego se comprobó que no era así.

Pero el dato que más me llama la atención de este planeta es el avance anómalo de su perihelio, ya que su desplazamiento no queda explicado por la mecánica clásica de Newton. De hecho, para explicar esta situación hubo un científico llamado Le Verrier que en el año 1843 propuso la existencia de un planeta más cercano al Sol que Mercurio, un planeta llamado Vulcano. Pero todo en la ciencia es explicado tarde o temprano, y fue un tal Albert Einstein el que le dio explicación en el año 1915 a través de la Teoría General de la Relatividad usando variables conocidas y, por supuesto, descartando al planeta Vulcano.

No pasarán otros 35 años hasta que otra misión vuelva a analizar Mercurio. En 2014 está previsto que se lance BepiColombo, una sonda que también tendrá como objetivo el menor de los planetas de nuestro Sistema Solar. Dicen los científicos que el estudio en profundidad del planeta Mercurio arrojará datos de vital importancia para comprender la formación de los planetas rocosos de nuestro Sistema Solar, que, aunque más o menos está claro cómo se crearon, todavía quedan lagunas, y tal vez las respuestas estén ahí, en Mercurio.

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¿Dónde termina nuestra realidad?

Concepción artística de un agujero negro. Créditos: NASA

Recientemente publicaron en la revista Nature el descubrimiento de un agujero negro supermasivo en el interior de una galaxia enana. La galaxia en cuestión "es unas 30 veces menor que el diámetro de la Vía Láctea" según comenta Rafael Bachiller (Director del Observatorio Astronómico Nacional) en el diario El Mundo. Este descubrimiento parece arrojar luz sobre la formación de las galaxias, ya que parece ser que éstos son una causa para formarla, y no una consecuencia como se pensaba.

Pero... ¿Qué es un agujero negro? Agujero negro... una palabra que suena a ciencia ficción. Siendo pragmáticos, la respuesta es bien sencilla: un agujero negro es el estadio final de una estrella mucho más masiva que el Sol. Hablando con propiedad, un agujero negro sucederá cuando la masa de la estrella supere el límite de Chandrasekhar.

La controversia de los agujeros negros

Si la respuesta a la pregunta "¿qué es un agujero negro" es tan simple, ¿por qué crea tanta controversia? Hay varias razones:

Una de ellas es que estos cuerpos celestes tienen tanta masa y, por lo tanto, tanta atracción gravitatoria, que nada puede escapar a esa fuerza. Según comenta Giovanni Miniutti (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA) en laflecha.net, "por su intensa gravedad, ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de los agujeros negros (...) A medida que la materia cae hacia el agujero negro, se calienta tanto que emite su última llamada de socorro en forma de radiación muy energética de rayos X, antes de desaparecer para siempre". Y son esos rayos X los que detectamos. Gracias a ellos y usando métodos de estudio indirectos, sabemos que existen agujeros negros y podemos conocer sus características.

Otro motivo, y no menos importante, es que no sabemos qué ocurre cuando la materia cruza el horizonte de sucesos, ya que para escapar de la atracción del agujero negro debería de viajar más rápido que la velocidad de la luz (300.000 Km/s) y, como ya sabemos por la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, no es posible superar esa velocidad; por lo tanto, no hay datos de qué ocurre dentro. Dicho con otras palabras, cuando algo traspasa el horizonte de sucesos, desaparece del Universo observable.

Singularidades

Al volumen que engloba el horizonte de sucesos, en Física se le llama singularidad, y esto ocurre cuando alguna norma de la Ciencia no se cumple. En este caso, si la luz no puede escapar del horizonte de sucesos es porque la velocidad de escape en esos puntos es superior a la velocidad de la luz y, eso, no es válido en nuestra Física.

Las enormes fuerzas gravitatorias que aparecen en las inmediaciones de un agujero negro pueden curvar de tal manera el espacio-tiempo que mirando hacia el frente nos veríamos nuestra propia espalda. Cuando se traspasa el horizonte de sucesos, cualquier cosa puede ser válida ya que una vez cruzada esa barrera, las leyes que conocemos desaparecen y cualquier cosa que imaginemos podría suceder.

Todo es posible

Si buscamos un lugar donde no haya políticos corruptos, donde el ser humano respete a sus iguales, o donde se cumplan todos los deseos de la Miss Universo de turno, ese lugar está dentro del horizonte de sucesos (o al menos de momento).

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