Mundobranas artificiales creados para colisionar en el laboratorio

Artículo publicado el 30 de enero de 2012 en The Physics ArXiv Blog

Los físicos han simulado dos universos colisionando dentro de un metamaterial.

Una forma interesante en la que podría haberse formado nuestro cosmos es en una colisión entre dos universos con dimensiones espaciales adicionales, llamados mundobranas.

En este escenario, conocido como modelo ekpirótico del universo, nuestro cosmos es simplemente un pequeño rincón de cuatro dimensiones dentro de un espacio mucho más complejo.

Miltiverso © by jurvetson

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Cómo podrían escapar los neutrones a otro universo

Artículo publicado el 23 de enero de 2012 en The Physics ArXiv Blog

El salto de nuestro universo a otro es teóricamente posible, dicen los físicos. Y la tecnología para poner a prueba la idea ya está disponible.

La idea de que nuestro universo está incrustado en un espacio multidimensional más amplio ha captado por igual la imaginación de los científicos y del público general.

La idea no es completamente ciencia ficción. De acuerdo con algunas teorías, nuestro cosmos puede existir en paralelo junto a otros universos en otro conjuntos de dimensiones. Los cosmólogos llaman a estos universos ‘mundobranas’. Y entre entre las muchas promesas que se generan está la idea de que partes de nuestro universo podrían, de alguna forma, terminar en otro.

Universos paralelos © by Martina Rathgens

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El universo inflacionario

Artículo publicado el 25 de marzo de 2011 en Physical Review Focus

La idea de una expansión exponencial del universo en sus primeros momentos se publicó en 1981, en un artículo que importó nuevas ideas de la física de partículas a la cosmología teórica.

Hace 30 años, un informe en Physical Review Dtransformó por completo el pensamiento científico sobre el origen del universo. Las nuevas ideas procedentes de la física de partículas, según demostraba el artículo, implicaban que el universo podría haber pasado por una fase de expansión muy rápida durante las primeras fracciones de segundo de su existencia. El episodio inflacionario, como se conoce, podría explicar por qué nuestro universo ha llegado a tener la densidad y uniformidad observada. La inflación no sólo se convirtió en un principio básico de la teoría cosmológica; sino que también significó que cualquier teoría cósmica aspirante tenía que aprender física de partículas.

HUDF center NASA original

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El instrumento HIFI de la misión Planck completa sus medidas sobre el universo temprano

Artículo publicado el 17 de enero de 2012 en ESA

El instrumento HIFI a bordo de la misión de la ESA Planck ha completado sus observaciones de la radiación de fondo de microondas, la primera luz emitida después del Big Bang. Como se esperaba, el sensor se quedó sin refrigerante el pasado sábado y ya no es capaz por tanto de detectar esta débil radiación.

“Planck ha sido una misión magnífica. Tanto el telescopio como los instrumentos han funcionado perfectamente, y nos han legado una enorme cantidad de datos con que trabajar”, ha dicho el jefe científico de Planck, Jan Tauber, de la ESA.

Sonda Planck

Sonda Planck © Crédito: ESA

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Cálculos de la Teoría de Cuerdas describen el ‘nacimiento del universo’

Artículo publicado por Kate McAlpine el 6 de diciembre de 2011 en physicsworld.com

Unos investigadores en Japón han desarrollado lo que puede ser el primer modelo de Teoría de Cuerdas con un mecanismo natural  para explicar por qué nuestro universo parece existir en tres dimensiones espaciales, cuando en realidad tiene seis más. De acuerdo con su modelo, sólo tres de las nueve dimensiones empezaron a crecer en el inicio del universo, teniendo en cuenta tanto la continua expansión del universo como su naturaleza aparentemente tridimensional.

La Teoría de Cuerdas es una potencial “teoría del todo”, unificando todas las fuerzas y materia en un único marco de trabajo teórico, el cual describe el nivel fundamental del universo en términos de cuerdas vibrantes en lugar de partículas. Aunque el marco de trabajo puede incorporar de forma natural la gravedad incluso a nivel subatómico, éste implica que el universo tiene algunas propiedades extrañas, tales como nueve o diez dimensiones espaciales. Los teóricos de cuerdas han abordado este problema encontrando formas de “compactificar” seis o siete de estas dimensiones, o hacerlas menguar tanto que no las notemos. Por desgracia, Jun Nishimura de la Organización para la Investigación en el Acelerador de Alta Energía (KEK) en Tsukuba dice que: “Hay muchas formas de lograr un espacio-tiempo de cuatro dimensiones, y las distintas formas llevan a físicas distintas”. La solución no es lo bastante única como para producir predicciones útiles.

Teoría de Cuerdas © by trailfan

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Confirmado el exceso de antimateria cósmica

Artículo publicado por Geoffrey Koch el 22 de noviembre de 2011 en Science NOW

En 2008, el satélite italiano PAMELA captó una señal inusual: un pico en las partículas de antimateria que surcan el espacio. El descubrimiento, controvertido en su momento, dio pistas a los físicos de que podrían estar cerca de detectar la materia oscura, una enigmática sustancia que se cree que cuenta con el 85% de la materia del universo. Ahora, nuevos datos procedentes del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA, confirman el pico. Por desgracia, también socavan su interpretación como una señal de energía oscura.

Los teóricos normalmente creen que cuando colisionan dos partículas de materia oscura deberían aniquilarse para producir partículas ordinarias, tales como electrones y su gemelo de antimateria, el positrón. Gracias a la famosa equivalencia de Einstein entre energía y masa, E=mc2, cada una de esas partículas debería surgir con una energía básicamente igual a la masa de la partícula original de materia oscura. Por lo que, cuando PAMELA vio un pico en la proporción de positrones respecto a los más abundantes electrones en una porción particular del espectro de energía, algunos físicos se emocionaron. Quizá PAMELA estaba viendo pruebas de tales aniquilaciones.

Materia oscura y común en el universo © Crédito: Argonne National Laboratory

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CRESST descubre indicios de materia oscura

Artículo publicado por Jon Cartwright el 8 de septiembre de 2011 en physicsworld.com

Los físicos están finalmente acercándose a la materia oscura, la esquiva sustancia que se cree que constituye la mayor parte de la materia del universo. O eso, o están siendo engañados por una fuente de error desconocida.

Ésta parecía ser la idea general, después de que el equipo detrás del experimento CRESST (o Búsqueda Criogénica de Eventos Raros con Termómetros Superconductores) en Italia anunciara el martes que había descubierto señales que podrían interpretarse como materia oscura. Estas señales se unen a posibles huellas de materia oscura observadas por otros dos experimentos de detección directa en los últimos años, lo que sugiere que las pruebas van en aumento. El problema es que los físicos no se ponen de acuerdo sobre si las distintas señales coinciden o no.

Detector CRESST © Crédito: LNGS/INFN

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¿El universo se expande de forma asimétrica?

Artículo publicado por Estelle Asmodelle el 26 de septiembre de 2011 en Cosmos Magazine

Recientes exámenes de la velocidad de supernovas sugieren que el universo puede estar expandiéndose de manera no uniforme en su aceleración, lo que implica que las leyes de la física puede variar a través del cosmos.

Los físicos que trabajan con el conjunto de datos Union2 del Proyecto de Cosmología de Supernovas (Supernova Cosmology Project), han sugerido que la expansión del universo parece mostrar un eje preferente, lo que significa que el universo se está expandiendo más rápidamente en una dirección que en cualquier otra.

Crédito: NASAblueshift

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Antimateria explicada en 60 segundos.

Artículo publicado por Michael Doser en octubre/noviembre de 2004 en Symmetry

La antimateria está hecha de partículas con características opuestas a las de las partículas de materia usuales. Considera esta analogía: cava un agujero, y haz una colina con la tierra excavada. El agujero y la colina tienen características opuestas – el volumen de la tierra en la colina y el del agujero de donde se ha sacado la tierra. Para las partículas, propiedades como la carga eléctrica, son opuestas a las de sus antipartículas – una positiva y la otra de la misma magnitud, pero negativa. También, la antimateria aniquilará a la materia en una explosión de energía, así como la colina llena el agujero, desapareciendo así ambos.

La antimateria como un hoyo © by Kanijoman

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Primer test observacional para el ‘multiverso’

Artículo publicado el 3 de agosto de 2011 en la web de UCL

La teoría que dice que nuestro universo está contenido dentro de una burbuja, y que existen múltiples universos alternativos dentro de sus propias burbujas – conformando el ‘multiverso’ – está siendo, por primera vez, puesta a prueba por los físicos.

Dos artículos de investigación publicados en Physical Review Letters y Physical Review D son los primeros en detallar cómo buscar señales de otros universos. Los físicos están actualmente buscando patrones en forma de disco en la radiación del fondo de microondas cósmico (CMB) – la reliquia de la radiación térmica dejada por el Big Bang – el cual podría proporciona una prueba reveladora de colisiones entre esos otros universos y el nuestro.

Multiverso © by jurvetson

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Estudio de microondas hace estallar la burbuja de Hubble

Artículo publicado por Hamish Johnston el 26 de julio de 2011 en physicsworld.com

La expansión acelerada del universo no puede explicarse a través de que la Tierra resida en un vacío cósmico. Ésta es la conclusión de físicos de China y Estados Unidos, que han demostrado que la radiación del fondo de microondas cósmico (CMB) no ha pasado a través de una “burbuja de Hubble” antes de llegar a la Tierra.

En 1997 la comunidad física quedó impactada cuando un estudio del movimiento de las supernovas lejanas sugirió que la tasa de expansión de universo estaba aumentando con el tiempo – en lugar de decrecer gracias a al tirón hacia dentro de la gravedad. La energía oscura es la misteriosa sustancia que muchos físicos creen que está dirigiendo esta expansión acelerada, pero también se han propuesto otras explicaciones.

Cosmic Microwave Background (CMB) © by Undertow851

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Energía oscura observada en el fondo de microondas cósmico

Artículo publicado por Colin Stuart el 15 de julio de 2011 en physicsworld.com

Los astrónomos que estudian el fondo de microondas cósmico (CMB) han descubierto una nueva prueba directa de la energía oscura – la misteriosa sustancia que parece acelerar la expansión del universo. Sus hallazgos podrían también ayudar cartografiar la estructura de la materia oscura en las mayores escalas de longitud del universo.

El CMB es el débil resplandor restante del inicio del universo en el Big Bang. Alrededor de 400 000 años después de su creación, el universo se había enfriado lo suficiente para permitir que los electrones se uniesen a los núcleos atómicos. Esta “recombinación” liberó la radiación del CMB de la densa bruma de plasma que la contenía. Telescopios espaciales tales como WMAP y Planck han cartografiado el CMB y encontraron su presencia en todas las partes del cielo, con una temperatura de 2,7 K. No obstante, las medidas también mostraron minúsculas fluctuaciones en esta temperatura en una escala de una parte por millón. Estas fluctuaciones siguen una distribución Gaussiana.

Fondo de Microondas Cósmico © Crédito Undertow851

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Fermi no ve pruebas de materia oscura

Artículo publicado el 21 de junio de 2011 en The Physics ArXiv Blog

Si la materia oscura llena el universo, los astrónomos deberían ver los rayos gamma que produce. Hasta ahora no se han materializado tales pruebas.

Entre los eventos más dramáticos del universo están la muerte de las estrellas cuando colapsan para formar agujeros negros, y la colisión de agujeros negros entre sí. Estos eventos son tan violentos que sacuden el firmamento, generando ondas gravitatorias que oscilan por el cosmos. También generan enormes estallidos de neutrinos que a veces pueden captarse desde los telescopios gigantes de neutrinos en la Tierra.

El cielo en rayos gamma por Fermi

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Branas y burbujas anteriores al Big Bang

Artículo publicado por Ron Cowen el 23 de abril de 2011 en la web Science News.

¿Qué sucedió antes del Big Bang?

Los cosmólogos Paul Steinhardt y Neil Turok ven el inicio de la historia del universo como una obra en la que los protagonistas – materia y radiación – se mueven a través del escenario de acuerdo con las leyes de la física. Los astrónomos son actores que llegaron a escena 13 700 millones de años tarde para ver lo que sucedió.

Pero esto no ha detenido a Steinhardt, Turok y otros investigadores de pensar si el universo nació en una gigantesca bola de fuego en esa época, o pudo haber existido anteriormente.

Branas

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Fuera de la estructura

Artículo publicado por Tom Siegfried el 23 de abril de 2011 en Science News

¿El espacio y el tiempo son fundamentales?

De todos los misterios de la vida y el universo, ninguno se resiste más obstinadamente a los mejores ojos de los sabuesos de la ciencia, que la naturaleza final del espacio y el tiempo.

Cada varios siglos aproximadamente, tienen lugar profundas visiones, inmortalizando los nombres de los investigadores que las lograron: Euclides (que catalogó las visiones que le precedieron), Galileo, Newton, Einstein. Aunque cada avance deja cuestiones más profundas sin resolver. Y ahora, los mejores cerebros del siglo XXI, aún no pueden decir con seguridad si el espacio y el tiempo son bloques básicos de la existencia natural, o si ellos mismos están construidos a partir de ingredientes más primordiales, hasta el momento, imperceptibles.

Espacio-tiempo

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Telescopio de la NASA ayuda a confirmar la naturaleza de la energía oscura

Artículo publicado por Withney Clavin y Trent Perrotto el 19 de mayo de 2011 en NASA.

Un estudio de 5 años sobre 200 000 galaxias, extendiéndose a lo largo de 7000 millones de años en el tiempo cósmico, ha llevado a una de las mejores confirmaciones independientes de que la energía oscura está separando nuestro universo a velocidades aceleradas. El estudio usó datos procedentes del Explorador de Evolución Galáctica de la NASA y el Telescopio Anglo-Australiano en Spring Mountain en Australia.

Los hallazgos ofrecen un nuevo apoyo a la teoría preferida de cómo funciona la energía oscura – como una fuerza constante, afectando de manera uniforme al universo y propulsando su expansión acelerada. Contradice una teoría alternativa, donde la gravedad, no la energía oscura, es la fuerza que separa el espacio. De acuerdo con esta teoría alternativa, que no es consistente con los resultados del nuevo estudio, la idea de Albert Einstein de la gravedad es incorrecta, y se hace repulsiva en lugar de atractiva cuando actúa a grandes distancias.

Energía oscura

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Según los físicos, multiverso = muchos mundos

Artículo publicado el 23 de mayo de 2011 en The Physics ArXiv Blog.

Dos de las ideas más extravagantes de la física moderna son distintas caras de la misma moneda, dicen los teóricos de cuerdas.

La interpretación de muchos mundos de la mecánica cuántica es la idea de que todas las posibles historias alternativas del universo existen en realidad. En cada punto del tiempo, el universo se divide en una multitud de existencias en la cual cada posible salida de un proceso cuántico sucede en realidad.

Multiverso por In My Imagination

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¿La materia oscura vincula los rayos gamma con la bruma galáctica?

Artículo publicado por Colin Stuart el 26 de abril de 2011 en physicsworld.com

La aniquilación de materia oscura en el corazón de la Vía Láctea podría tener en cuenta las señales detectadas por dos telescopios espaciales, de acuerdo con un par de físicos estadounidenses. De ser cierta, la teoría proporcionaría una nueva medida indirecta de una de las entidades más esquivas de la astronomía. Sin embargo, algunos físicos creen que no sabemos lo suficiente sobre el núcleo galáctico – o la materia oscura – para llegar a esta conclusión.

En los últimos años, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi ha detectado un flujo de rayos gamma procedente del centro de nuestra galaxia y la sonda WMAP ha revelado una “bruma” que también parece envolver el núcleo de la Vía Láctea. Ahora, Dan Hooper y Tim Linden de Fermilab creen que la materia oscura puede unir estas dos observaciones.

El cielo en rayos gamma por Fermi

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El berilio primordial podría revelar pistas sobre el Big Bang

Artículo publicado por Lisa Zyga el 21 de abril de 2011 en Physorg.com

Algunos elementos químicos aparecen de forma más abundante en la naturaleza que otros, lo que en parte es debido a cómo se formaron originalmente los elementos. Los científicos saben que los elementos ligeros (hidrógeno, deuterio, helio y trazas de litio) se produjeron mediante fusión en los inicios del universo. Hoy, el litio, berilio y boro se crean constantemente en los rayos cósmicos, mientras que los elementos más pesados (hasta el hierro) se forman mediante fusión en las estrellas. Los elementos más pesados que el hierro se forman en las supernovas.

Nacimiento estelar

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Poniendo a prueba las dimensiones que desaparecen

Una reciente teoría resuelve algunos problemas de la cosmología y la física de partículas proponiendo que el joven universo contenía menos dimensiones espaciales que las tres que vemos hoy. En el ejemplar del 11 de marzo de Physical Review Letters, un equipo describe una prueba específica para la teoría, usando LISA, un observatorio espacial planificado para ondas gravitatorias.

Los teóricos dicen que no pueden existir ondas en menos de tres dimensiones, por lo que por encima de cierta frecuencia – que representa a las ondas más antiguas – LISA no debería ver ondas primordiales. Aunque la teoría es especulativa, algunos investigadores creen que los datos de rayos cósmicos ya han mostrado pistas de dimensiones que desaparecen en altas energías. El equipo dice que la nueva prueba sería más concluyente que los resultados previos.

Interferómetro LISA

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