Cinco formas de viajar en el tiempo

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Artículo publicado por Cathal O’Connell el 5 de abril de 2016 en Cosmos Magazine

Viajar al pasado es, probablemente, imposible, pero ¿y al futuro? Ésa es una historia distinta.

En 2009, el físico británico Stephen Hawking organizó una fiesta para viajeros en el tiempo – el truco está en que envió las invitaciones un año más tarde. (No se presentó ningún invitado).

Viajar al pasado probablemente es imposible. Incluso si fuese posible, Hawking y otros defienden que nunca podrías volver hasta más allá del momento en que se construyó tu máquina.

¿Pero viajar al futuro? Ésa es una historia diferente.

Por supuesto, todos somos viajeros en el tiempo, dado que avanzamos en el tiempo, del pasado al futuro, a una velocidad de una hora cada hora.

Pero, como sucede en un río, la corriente fluye a distintas velocidades en diferentes lugares. La ciencia tal como la conocemos permite varios métodos para tomar atajos hacia el futuro. Aquí tienes un resumen.

Time Travel

Viaje en el tiempo Crédito: Jack

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La búsqueda de neutrinos estériles de IceCube no arroja resultados

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Artículo publicado por Michael Allen el 13 de mayo de 2016 en physicsworld.com

Los investigadores no han encontrado pruebas de neutrinos estériles en los dos años de recopilación de datos procedentes del Observatorio de Neutrinos IceCube en el Polo Sur. La colaboración internacional de científicos que ha manejado el detector dice que los resultados arrojan serias dudas sobre la existencia de estas hipotéticas partículas.

Enterrado bajo el hielo de la Estación del Polo Sur Amundsen–Scott, IceCube está diseñado para buscar partículas de alta energía procedentes del espacio, incluyendo rayos cósmicos y neutrinos. Consta de 5160 sensores de luz suspendidos de 86 cuerdas en 1 km3 de hielo. Cuando una partícula interactúa con el hielo ultraclaro puede crear destellos de luz que son detectados. En 2013 la colaboración IceCube anunció la primera detección de la historia de neutrinos cósmicos.

Dark Sector

IceCube Crédito: Joseph Phillips

Los neutrinos son partículas sin carga eléctrica y se sabe que aparecen en tres “sabores”: electrón, muon y tau. Originalmente se pensaba que no tenían masa, pero el descubrimiento de que pueden cambiar, u “oscilar”, entre distintos sabores sugiere que sí la tienen. Hay mucho que los físicos no comprenden sobre los neutrinos, y algunos resultados experimentales son difíciles de reconciliar con el modelo de tres neutrinos, pero la existencia de un cuarto tipo de neutrino, el neutrino estéril, podrá proporcionar una explicación.

Difíciles de detectar

Los neutrinos estériles sólo interactuarían con otra materia a través de la gravedad – haciéndolos aún más difíciles de detectar que otros neutrinos. De existir, ayudarían a responder importantes preguntas sobre los neutrinos, tales como por qué tienen masa y si son partículas de materia oscura. Varios experimentos están estudiando la existencia de neutrinos estériles, pero por el momento no se ha detectado ninguna de estas partículas.

En la última investigación, la colaboración IceCube realizó un análisis independiente en dos conjuntos de datos procedentes del observatorio, buscando neutrinos estériles en el rango de energía aproximadamente entre los 320 GeV y 20 TeV. Si están ahí, los neutrinos estériles ligeros con una masa de alrededor de 1 eV/C2 provocarían una desaparición significativa del número total de neutrinos muon producidos por las lluvias de rayos cósmicos en la atmósfera por encima del hemisferio norte y que viajan por toda la Tierra hasta alcanzar a IceCube. El primer conjunto de datos incluyó más de 20 000 eventos de neutrinos muon detectados entre 2011 y 2012, mientras que el segundo cubrió casi 22 000 eventos observados entre 2009 y 2010.

Cuando los neutrinos viajan a través del espacio, oscilan de un sabor a otro. Los físicos saben que estas oscilaciones se modifican cuando los neutrinos viajan a través de materia densa, debido a que los neutrinos interactúan ligeramente con los electrones y nucleones de su alrededor. Los neutrinos estériles, sin embargo, no interactuarían con la materia, y el resultado sería un efecto de resonancia en las oscilaciones de los neutrinos a energías alrededor de pocos TeV. Francis Halzen, investigador principal de IceCube y físico de partículas en la Universidad de Wisconsin–Madison en los Estados Unidos, dice que esto “debería verse claramente como una acusada disminución en nuestras medidas del espectro de neutrinos muon”, y también produciría “una estructura característica en la distribución del ángulo de cénit de estos neutrinos”. “No hemos observado ninguna”, añade. “La ausencia de esta resonancia es bastante notable y no puede pasarse por alto”.

Se descartan avistamientos anteriores

De acuerdo con la colaboración IceCube, estos resultados no descartan completamente a los neutrinos estériles, pero excluyen gran parte del espacio de parámetros en el cual podrían existir. En particular, los resultados excluyen, con un nivel de confianza de aproximadamente el 99%, el espacio de parámetros permitido para varios experimentos que habían observado anomalías en las oscilaciones de neutrinos, las cuales se habían interpretado como posubles señales de neutrinos estériles.

Halzen dice que no encontrar una señal característica de neutrinos estériles “pone en serias dudas su existencia, o su papel para explicar las anomalías que puedan aparecer en los datos de neutrinos”. Hablando sobre las anomalías observadas en las oscilaciones de neutrinos, dice que “sabemos que las oscilaciones de neutrinos necesitan una física más allá del Modelo Estándar. Ahora parece menos probable que los neutrinos estériles sean parte de ella”.

Sin embargo, Patrick Huber, de Virginia Tech en los Estados Unidos, dice que aunque “es un resultado maravilloso”, proporciona “poco que no supiésemos” y “cualitativamente no cambia mucho”. “Para abordar la cuestión de los neutrinos estériles, se necesita un experimento decisivo. Una posibilidad habría sido sar los haces de muones almacenados, pero esto se descartó por ser demasiado caro. Sin embargo, pongo en duda que esta cuestión pueda zanjarse con un experimento de este tipo, a menos que tengamos mucha suerte y, por ejemplo, la próxima generación de experimentos de reactor con línea base corta encuentren una señal de los neutrinos estériles”, comenta a physicsworld.com.

Las medidas y análisis se describen en el servidor de arXiv.

Nuevo estudio apoya causas naturales para explicar el comportamiento de KIC 8462852

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Artículo publicado por David Salisbury el 9 de mayo de 2016 en la Universidad de Vanderbilt

Lo sentimos por los amantes de los extraterrestres, pero los resultados de un nuevo estudio hacen que sea menos probable que KIC 8462852, popularmente conocida como la estrella de Tabby, sea el hogar de unos laboriosos alienígenas que están gradualmente encerrándola dentro de una enorme cobertura conocida como esfera de Dyson.

Enjambre de cometas alrededor de KIC 8462852

Enjambre de cometas alrededor de KIC 8462852 Crédito: NASA

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Se usa software astronómico para datar un poema de hace 2500 años

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Artículo publicado el 13 de mayo de 2016 en la Universidad de Texas

Físicos y astrónomos de la Universidad de Texas (UTA) en Arlington han usado software astronómico avanzado para datar con precisión el “Poema de Medianoche” de la poetisa lírica Safo de Lesbos, el cual describe el cielo nocturno sobre Grecia hace más de 2500 años. Los científicos describen su investigación en el artículo “Seasonal dating of Sappho’s ‘Midnight Poem’ revisited”, que se publica en la revista Journal of Astronomical History and Heritage. Martin George, antiguo presidente de la International Planetarium Society, y actualmente en el Instituto de Investigación Astronómica de Tailandia, también participó en el trabajo.

“Éste es un ejemplo de dónde la comunidad científica puede contribuir al conocimiento descrito en importantes textos antiguos”, señala Manfred Cuntz, profesor de física y autor principal del estudio. “Anteriormente se habían realizado estimaciones en la datación de este poema, pero hemos logrados confirmar de forma científica la estación a la que corresponden sus específicas descripciones del cielo nocturno en el año 570 a.C”.

Safo Pompeya

Safo de Lesbos

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La búsqueda de universos paralelos se centra en los neutrones

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Artículo publicado por Edwin Cartlidge el 10 de mayo de 2016 en physicsworld.com

Se han desvelado los primeros resultados procedentes de un detector diseñado para buscar pruebas de partículas que nos llegan procedentes de un universo paralelo, proporcionados por físicos de Francia y Bélgica. Aunque no arrojaron resultados positivos, los investigadores dicen que su experimento proporciona una forma simple y de bajo coste de poner a prueba teorías más allá del modelo estándar de la física de partículas, y que el detector podría hacerse significativamente más sensible en el futuro.

Branas

Branas

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Un atlas de funciones matemáticas tiene como objetivo resolver la hipótesis de Riemann

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Artículo publicado el 10 de mayo de 2016 en la Universidad de Bristol

Una solución a uno de los mayores problemas no resueltos en las matemáticas puras – la hipótesis de Riemann – podría estar más cerca, gracias a una notable colaboración internacional que incluye a matemáticos de la Universidad de Bristol y la Universidad de Warwick, patrocinada en parte por una beca de 2,24 millones de libras procedente de EPSRC.

Representación de LMFDB

Representación de LMFDB Crédito: Universidad de Bristol

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Un eucariota que carece por completo de mitocondrias

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Artículo publicado el 12 de mayo de 2016 en EurekAlert!

Las mitocondrias son componentes ligados al interior de la membrana celular que, a menudo, se describen como las centrales de energía de las células. Durante mucho tiempo se consideraron componentes esenciales para la vida eucariota, el grupo que incluye las plantas, hongos, animales, y protistas unicelulares, por la razón de que todos los eucariotas conocidos las tenían. Pero un artículo publicado por un equipo de investigadores informan en la revista Current Biology el 12 de mayo de 2016 desafía esta idea. Han descubierto un eucariota que no contienen ninguna traza de mitocondrias.

Monocercomonoides sp.

Monocercomonoides sp. Crédito: Naoji Yubuki

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¿La próxima gran actualización en el LHC? El software

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Artículo publicado por Sarah Charley el 24 de marzo de 2016 en Symmetry Magazine

El software compatible y sostenible podría revolucionar la investigación en física de alta energía.

La World Wide Web puede que se haya inventado en el CERN, pero creció y se cultivó fuera del mismo. Ahora, un grupo de físicos del Gran Colisionador de Hadrones está buscando fuera de la academia para resolver uno de los mayores desafíos de la física — crear un framework de software que sea sofisticado, sostenible y más compatible con el resto del mundo.

“El software que usamos para construir el LHC y realizar nuestros análisis tiene 20 años de antigüedad”, comenta Peter Elmer, físico de la Universidad de Princeton. “La tecnología evoluciona, por lo que tenemos que preguntarnos, ¿nuestro software sigue teniendo sentido en la actualidad? ¿Seguirá haciendo lo que necesitamos en los próximos 20 o 30 años?”.

Colisiones en ATLAS

Colisiones en ATLAS

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La misión Kepler anuncia el mayor conjunto de planetas jamás descubierto

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Artículo publicado el 10 de mayo de 2016 en NASA

La misión Kepler de la NASA ha verificado 1284 nuevos planetas – el mayor grupo descubierto hasta la fecha.

“Este anuncio duplica el número de planetas confirmados gracias a Kepler”, señala Ellen Stofan, científico jefe en las Oficinas Centrales de la NASA en Washington. “Esto nos da esperanza de que en algún lugar allí fuera, alrededor de una estrella muy similar a la nuestra, podamos encontrar finalmente otra Tierra”.

Planetas descubiertos por Kepler

Planetas descubiertos por Kepler Crédito: NASA / W. Stenzel

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Astrofísicos del IAC descubren un intenso viento en las inmediaciones de un agujero negro

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Artículo publicado el 9 de mayo de 2016 en IAC

Las observaciones de V404 Cygni, que entró en erupción en 2015 tras más de 25 años de inactividad, fueron realizadas con el instrumento OSIRIS del Gran Telescopio CANARIAS (GTC). Los resultados se publican hoy en la revista Nature.

V404 Cygni es un agujero negro que forma parte de un sistema binario situado en la constelación del Cisne. En este tipo de sistemas, de los que conocemos menos de 50, un agujero negro de unas 10 veces la masa del Sol devora material procedente de una estrella muy cercana, la estrella compañera. Durante este proceso, el material cae al agujero negro formando un disco de acreción, que emite en rayos X en sus zonas más internas y calientes. En zonas más externas, por el contrario, se puede estudiar este disco con luz visible, que es la parte del espectro en la que trabaja el Gran Telescopio CANARIAS (GTC), de 10,4 m, el más grande del mundo de este tipo e instalado en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma, Islas Canarias).

V404 Cygni, a tan solo unos 8000 años luz de distancia, es además uno de los agujeros negros más cercanos a la Tierra y posee un gran disco de acreción (unos 10 millones de kilómetros de radio), lo que hace que sus erupciones sean extremadamente luminosas en todos los rangos espectrales (rayos X, emisión visible, infrarroja y ondas radio).

El 15 de junio de 2015, el agujero negro V404 Cygni entró en erupción después de más de 25 años de inactividad. Durante este periodo su brillo aumentó un millón de veces en unos pocos días, convirtiéndose en la fuente más brillante del cielo en rayos X. El GTC comenzó a realizar observaciones espectroscópicas el día 17 de junio, mediante la activación de un programa de oportunidad, específicamente diseñado para este tipo de eventos por investigadores del IAC.

Las observaciones revelan la presencia de un viento de material neutro (hidrógeno y helio no ionizado) que se forma en las capas externas del disco de acreción, regulando el proceso de cómo el material es tragado por el agujero negro. Este viento, detectado por primera vez en un sistema de este tipo, se mueve a gran velocidad (3000 kilómetros por segundo) para poder así escapar del campo gravitatorio del agujero negro. Su presencia permite explicar por qué la erupción a pesar de ser luminosa y muy violenta –con continuos cambios de brillo y eyecciones de masa en forma de chorros que se detectan en ondas de radio– fue además muy breve (tan solo dos semanas).

Al final de esta erupción, las observaciones del GTC revelan la presencia de una nebulosidad formada por material eyectado por el viento. Este fenómeno, que ha sido observado por primera vez en un agujero negro, permite además estimar la cantidad de masa expulsada al medio interestelar.

”El brillo de la fuente junto con la gran área colectora del GTC ha permitido –explica Teo Muñoz Darias, investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y primer autor del artículo – no solo detectar el viento, sino estudiar la variación de sus propiedades en escalas de tiempo de minutos. La base de datos recopilada es probablemente la mejor jamás obtenida para un objeto de este tipo.” Y añade: “Esta erupción de V404 Cygni, por su complejidad y por la gran cantidad y calidad de las observaciones obtenidas, nos va ayudar a entender cómo los agujeros negros tragan materia a través de sus discos de acreción.”

“Creemos que lo que hemos observado con GTC en V404 Cygni sucede, al menos, en otros agujeros negros con discos de acreción de gran tamaño”, concluyen Jorge Casares y Phil Charles, dos de los descubridores de este agujero negro en 1992 y coautores del artículo.

El trabajo ha sido publicado en la revista científica Nature. El equipo investigador ha estado liderado por el astrofísico del IAC Teo Muñoz Darias e incluye a otros cuatro miembros de dicho centro –Jorge Casares, Daniel Mata Sánchez, Montserrat Armas Padilla y Manuel Linares–, además de investigadores de las Universidades de Oxford y Southampton en Reino Unido, y de institutos de investigación en Alemania, Francia y Japón. Las observaciones fueron realizadas con el instrumento OSIRIS de GTC, y se prolongaron durante las dos semanas que duró la erupción, en ventanas de entre una y dos horas por noche. Además, el trabajo ha incluido tanto observaciones en rayos X por los satélites INTEGRAL y Swift, como datos del radio interferómetro AMI, en Reino Unido.

Tal y como se ha hecho constar en los agradecimientos del artículo, nueve de las series de datos tomadas durante la noche del 27 de junio, fueron adquiridas con el GTC en presencia de S.M. el Rey Felipe VI, quien asistió a las observaciones coincidiendo con el 30 aniversario de los Observatorios de Canarias. El Rey pudo observar de primera mano la excepcional fenomenología mostrada por este agujero negro.

Referencia

Teo Muñoz-Darias et al. “Regulation of black-hole accretion by a disk wind during a violent outburst of V404 Cygni”. Nature, 9 de mayo de 2016. DOI: 10.1038/nature17446).

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