Ciencia Kanija

Científicos de Viena intentan comprender los misterios del principio holográfico: ¿Cuántas dimensiones hay en nuestro universo?

Algunas de las mentes más brillantes del mundo están realizando trabajos en este sector – y no han tenido éxito hasta el momento: Crear una teoría unificada de la gravitación cuántica a menudo se considera el “Santo Grial” de la ciencia moderna. Daniel Grumiller del Instituto de Física Teórica en la Universidad Tecnológica de Viena, puede ahora al menos descubrir algunos de los misterios de la gravitación cuántica. Sus resultados sobre los agujeros negros y las ondas gravitatorias son bastante alucinantes, como poco. Recientemente ganó el premio START y usará esos fondos para captar más jóvenes físico para la UT de Viena.
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Dos galaxias elípticas gigantes, NGC 4621 y NGC 4472, parecen similares desde la distancia, como se observa en las imágenes de la derecha del Estudio Digital del Cielo Sloan. Pero ampliando en los núcleos de estas galaxias con el Telescopio Espacial Hubble revela sus diferencias sus diferencias (izquierda, imágenes en blanco y negro). NGC 4621 muestra un núcleo brillante, mientras que NGC 4472 es mucho más tenue. El núcleo de esta galaxia está poblado con menos estrellas. Muchas estrellas han sido lanzadas fuera del núcleo cuando la galaxia colisionó y se fusionó con otra. Sus dos agujeros negros supermasivos se orbitaron entre sí, y su gran gravedad lanzó las estrellas fuera del núcleo de la galaxia. Crédito: NASA/AURA/STScI and WikiSky/SDSS

Una pareja de astrónomos de Texas y Alemania han usado un telescopio del Observatorio McDonald de la Universidad de Texas en Austin junto con el Telescopio Espacial Hubble y muchos otros telescopios de todo el mundo para descubrir nuevas pruebas de que las galaxias más grandes y masivas del universo y los agujeros negros supermasivos en sus corazones crecieron juntos a lo largo del tiempo.

“Evolucionaron simultáneamente”, dijo John Kormendy de la Universidad de Texas en Austin, que fue coautor de la investigación junto a Ralf Bender del Instituto Max Planck para Física Extraterrestre en Alemania y Ludwig Maximilians del Observatorio de la Universidad. Los resultados se publican en el ejemplar de esta semana de la revista Astrophysical Journal Letters.

Los astrónomos saben que las galaxias, esas vastas ciudades de millones o miles de millones de estrellas, crecen a través de colusiones y fusiones. El trabajo de Kormendy y Bender implica a las mayores galaxias del universo — “las galaxias elípticas” que tienen una forma aproximada a un balón de rugby y que pueden estar hechas de hasta billones de estrellas. Virtualmente todas estas galaxias contienen un agujero negro en sus centros, es decir, una región infinitamente densa que contiene la masa de millones o miles de millones de veces la del Sol y de la cual no puede escapar la luz.

Una teoría principal actual dice que cuando colisionan las galaxias, sus agujeros negros terminan orbitándose entre sí. Juntos, los dos agujeros negros actúan como una batidora: Agitan violentamente el centro galáctico con si increíblemente potente gravedad, y arrojan estrellas fuera de las regiones centrales. Cuando el par de agujeros negros cae al centro del nuevo remanente de la fusión, este núcleo supergaláctico carece de estrellas que han salido volando. Kormendy y Bender midieron la atenuación resultante de tales núcleos galácticos, el conocido como “déficit de luz”.
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Con un tamaño algo mayor que el de la Tierra, se trata del exoplaneta más pequeño detectado hasta la fecha. Su temperatura es tan elevada (entre 1000 y 1500 ºC) que probablemente su superficie sea rocosa o esté cubierta de lava.

El telescopio espacial CoRoT (siglas de Convección, Rotación y Tránsitos) ha descubierto el exoplaneta más pequeño detectado hasta la fecha. Este nuevo objeto, cuyo diámetro es aproximadamente el doble que el de la Tierra, recibe el nombre de CoRoT-Exo-7b y se encuentra tan cerca de su estrella principal que su temperatura es muy elevada, entre 1.000 y 1.500 ºC. Los astrónomos pudieron detectarlo a través del método de tránsito, es decir, mediante el ligero oscurecimiento del brillo de la estrella cuando el planeta pasa regularmente delante de ella, cada 20 horas terrestres.

La mayoría de los más de 330 planetas descubiertos hasta ahora son planetas gigantes compuesto principalmente de gas, como Júpiter y Neptuno. En el caso de CoRoT-Exo-7b su densidad aún no ha sido determinada, aunque podría tratarse de un objeto rocoso, como la Tierra. También podía estar cubierto de lava líquida o tratarse de una mezcla de ambos tipos. “Identificar la naturaleza de este planeta requerirá muchas investigaciones futuras; es posible que debamos considerar este descubrimiento como el comienzo de la astronomía exoterrestre”, comenta Hans Deeg, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y miembro del equipo del descubrimiento.
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Las pruebas para los axiones se amontonan de nuevo conforme los investigadores afirman que las hipotéticas partículas pueden explicar cómo los fotones de muy alta energía viajan sin impedimento a través del cosmos.

Tales fotones y otros rayos cósmicos neutros (aparte de los neutrinos) deberían ser incapaces de viajar distancias intergalácticas debido a que son absorbidos por el opaco fondo de microondas del universo — y aun así son detectados en la Tierra.

Ahora, un grupo liderado por Malcolm Fairbairn del King’s College de Londres ha encontrado una correlación entre donde se detectó que se originaron los rayos cósmico y donde es más probable que se “mezclen” axiones y fotones. El resultado implica que los fotones de rayos cósmicos podrían llegar a la Tierra procedentes de lejanas galaxias convirtiéndose temporalmente en axiones, los cuales pueden evitar el fondo de microondas sin ser absorbidos.
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El cometa Kohoutek, visto en 1991. Originalmente se pensaba que era un objeto de la lejana Nube de Oort, pero posteriores estudios sugieren que en realidad procede del Cinturón de Kuiper (Imagen: Denis Cameron / Rex)

Pocas apariciones cósmicas han inspirado tanto sobrecogimiento y terror como los cometas. El cometa Halley, particularmente llamativo, que apareció por primera vez en el Sistema Solar en 1986, aparece en el Talmud como “una estrella que aparece una vez cada setenta años que confunde a los capitanes de los barcos”. En 1066, la aparición del cometa fue observada como un presagio del apocalipsis antes de la Batalla de Hastings; en 1456, se dijo que el Papa Calixto III lo excomulgó.

La ciencia moderna toma una visión más moderada. Cometas tales como el Halley son conglomerados de polvo y hielo que orbitan alrededor del Sol en caminos altamente elípticos, adquiriendo sus espectaculares colas en el viendo de partículas cargadas que fluye desde el Sol. Incluso sabemos su origen: son Objetos del Cinturón de Kuiper (KBOs) sacados de sus órbitas regulares por Neptuno y Urano.
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Conforme se enfrían Júpiter y Saturno, el interior de los planetas se aproxima a temperaturas donde el hidrógeno y el helio ya no se mezclan. Este proceso, que es probable que ya haya tenido lugar en Saturno, podría llevar a la formación de gotitas de helio que podrían “llover” hacia el centro del planeta y proporcionar una fuente de calor adicional. Ilustración de Jonathan DuBois

Los modelos de cómo se formaron Saturno y Júpiter pueden tomar pronto una visión distinta.

Determinando las propiedades de las mezclas de hidrógeno-helio a las millones de atmósferas de presión en el interior de Saturno y Júpiter, físicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han determinado la temperatura a una presión dada cuando el helio se hace insoluble en el denso hidrógeno metálico. Los resultados son directamente relevantes para los modelos de la estructura interior y evolución de los planetas jovianos.

El hidrógeno y el helio son dos de los elementos más comunes y ligeros del universo. Debido a su ubicua naturaleza, son críticos en la nucleosíntesis cosmológica y son elementos esenciales de estrellas y planetas gigantes. El hidrógeno por sí mismo proporciona en el universo observable pistas para el origen y estructura a gran escala de las galaxias.
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Si sabemos lo bastante sobre el Sistema Solar para decir que es una construcción en filigrana, podría ser razonable suponer que sabemos dónde están todas las piezas. Pero merodeando por los oscuros huecos del Sistema Solar, según se rumorea, hay un mundo aún no observado, el Planeta X, un cuerpo helado tal vez del tamaño de Marte o incluso de la Tierra.

El planeta X sería la adición más significativa al Sistema Solar desde el descubrimiento de Plutón, el ahora famoso no-planeta, en 1930. Cuando la Unión Astronómica Internacional votó para degradar a Plutón al estatus de planeta enano en 2006, establecieron tres criterios para que un planeta pudiera ser considerado de pleno derecho en nuestro Sistema Solar: debe orbitar el Sol; su gravedad debe ser suficiente para tener una forma casi esférica; y debe ser lo bastante masivo para haber limpiado su órbita de otros objetos. Plutón falla en este tercer punto. Es sólo uno de los muchos objetos del Cinturón de Kuiper (KBOs), trozos helados de escombros que salpican el espacio desde la órbita de Neptuno a 30 unidades astronómicas hasta alrededor de las 50 UA, siendo 1 UA la distancia entre la Tierra y el Sol.
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La estación espacial Mir colgada sobre la Tierra en 1995 (imagen de Atlantis STS-71, NASA)

La agencia espacial rusa (Roscosmos) ha anunciado que presionarán a Moscú con una propuesta que vería la construcción de una nueva estación espacial rusa en la órbita baja de la Tierra. También, la agencia ha expresado su deseo de extender la vida operativa de la Estación Espacial Internacional (EEI) hasta 2020 (la fecha límite para su retirada está fijada en 2015). Construir una estación espacial rusa ayudará al deseo de Rusia de iniciar su programa lunar, actuando posiblemente como una escala para futuras misiones a Marte…
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